第六章液壓閥課件

概述液壓閥上的共性問(wèn)題方向控制閥壓力控制閥流量控制閥第六章液壓閥概述第六章液壓閥1液壓控制閥(簡(jiǎn)稱(chēng)液壓閥)是液壓系統(tǒng)中的控制調(diào)節(jié)元件，其功用是通過(guò)控制調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中油液的流向、壓力和流量，使執(zhí)行器及其驅(qū)動(dòng)的工作機(jī)構(gòu)獲得所需的運(yùn)動(dòng)方向、推力(轉(zhuǎn)矩)及運(yùn)動(dòng)速度(轉(zhuǎn)速)等，以滿(mǎn)足不同的動(dòng)作要求?！?-1概述6.1.1液壓閥的作用液壓控制閥(簡(jiǎn)稱(chēng)液壓閥)是液壓系統(tǒng)中的控制調(diào)節(jié)元件，其2盡管液壓閥的種類(lèi)繁多,且各種閥的功能和結(jié)構(gòu)形式也有較大的差異,但它們之間均具有下述基本共同點(diǎn):(1)在結(jié)構(gòu)上,液壓閥都是由閥體、閥芯和驅(qū)動(dòng)閥芯動(dòng)作的零、部件組成的。(2)在工作原理上,液壓閥的開(kāi)口大小、進(jìn)出口間的壓差以及通過(guò)閥的流量之間的關(guān)系都符合孔口流量特性公式,只是各種閥控制的參數(shù)各不相同。盡管液壓閥的種類(lèi)繁多,且各種閥的功能和結(jié)構(gòu)形式也有較36.1.2液壓閥的分類(lèi)壓力閥液壓閥方向閥流量閥利用通流通道的更換來(lái)控制油液的流動(dòng)方向利用通流截面的節(jié)流作用來(lái)控制系統(tǒng)的壓力和流量單向閥和換向閥溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器節(jié)流閥、調(diào)速閥、溢流節(jié)流閥6.1.2液壓閥的分類(lèi)壓力閥液壓閥方向閥流量閥利用通流通道4液壓系統(tǒng)中所使用的液壓閥均應(yīng)滿(mǎn)足以下基本要求:(1)動(dòng)作靈敏,使用可靠,工作時(shí)沖擊和振動(dòng)小。(2)油液流過(guò)時(shí)壓力損失小。(3)密封性能好。(4)結(jié)構(gòu)緊湊,安裝、調(diào)整、使用、維護(hù)方便,通用性大。6.1.3對(duì)液壓閥的基本要求液壓系統(tǒng)中所使用的液壓閥均應(yīng)滿(mǎn)足以下基本要求:6.1.356.2液壓閥上的共性問(wèn)題6.2.1閥口形式滑閥式錯(cuò)位孔式三角槽式閥口形式弓形孔式偏心槽式斜槽式旋轉(zhuǎn)槽式轉(zhuǎn)楔式

滑閥式的構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，通流截面積一般與閥的開(kāi)口大小成正比，是最常用的閥口形式。本章所介紹的液壓閥都是滑閥式的。6.2液壓閥上的共性問(wèn)題6.2.1閥口形式6圖為滑閥和閥芯的實(shí)際結(jié)構(gòu)圖為滑閥和閥芯的實(shí)際結(jié)構(gòu)7

很多液壓閥采用滑閥式結(jié)構(gòu)?；y在閥心移動(dòng)、改變閥口的啟閉或開(kāi)口大小時(shí)控制液流，同時(shí)也產(chǎn)生液動(dòng)力。作用在閥心上的液動(dòng)力有穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力和瞬態(tài)液動(dòng)力兩種。（一）穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力

穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力是閥心移動(dòng)完畢，開(kāi)口固定以后，液流流過(guò)閥口時(shí)因動(dòng)量變化而作用在閥心上的力。6.2.2液動(dòng)力很多液壓閥采用滑閥式結(jié)構(gòu)。滑閥在閥心移動(dòng)、改變閥口的8根據(jù)上式，可得這兩種情況下穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力的方向都是促使閥口關(guān)閉的。穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力促使閥口關(guān)閉，相當(dāng)于一個(gè)回復(fù)力，故它對(duì)滑閥性能的另一影響是使滑閥的工作趨于穩(wěn)定。

取閥心兩凸肩間的容腔中的液體為控制體，對(duì)它列寫(xiě)動(dòng)量方程，可以得到：(a)(b)根據(jù)上式，可得這兩種情況下穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力的方向都是促使9（二）瞬態(tài)液動(dòng)力

瞬態(tài)液動(dòng)力是滑閥在移動(dòng)過(guò)程中（即開(kāi)口大小發(fā)生變化時(shí)）閥腔中液流因加速或減速而作用在閥心上的力。這個(gè)力只與閥心移動(dòng)速度有關(guān)（即與閥口開(kāi)度的變化率有關(guān)），與閥口開(kāi)度本身無(wú)關(guān)。（二）瞬態(tài)液動(dòng)力10

可以看出，瞬態(tài)液動(dòng)力的方向與液流的流向有關(guān)：當(dāng)液流流出閥口時(shí)，瞬態(tài)液動(dòng)力與閥心的移動(dòng)方向相反，起著阻礙閥心移動(dòng)的作用；當(dāng)液流流入閥口時(shí)，瞬態(tài)液動(dòng)力與閥心的移動(dòng)方向相同，起著幫助閥心移動(dòng)的作用。

可以看出，瞬態(tài)液動(dòng)力的方向與液流的流向有關(guān)：當(dāng)液流流116.2.3液壓卡緊力（一）液壓卡緊現(xiàn)象在高壓系統(tǒng)中，閥芯停止運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間以后，由于阻力（非粘性摩擦力）而導(dǎo)致閥芯移動(dòng)困難的現(xiàn)象。（二）產(chǎn)生原因

⑴臟物進(jìn)入配合間隙；⑵油溫升高，閥芯膨脹卡死；⑶滑閥付幾何形狀誤差(如閥芯錐度等)和同心度變化(閥芯、閥孔軸線(xiàn)不重合)所引起徑向不平衡力——主要原因。6.2.3液壓卡緊力（一）液壓卡緊現(xiàn)象12（三）徑向不平衡力以錐度+偏心為例⑴倒錐（錐部大端朝向高壓腔），徑向力使偏心距變大；⑵順錐（錐部大端朝向低壓腔），徑向力使偏心距變小；⑶傾斜。（三）徑向不平衡力13為了減小徑向不平衡力，應(yīng)嚴(yán)格控制閥芯和閥孔的制造精度，在裝配時(shí)，盡可能使其成為順錐形式，另一方面在閥芯上開(kāi)環(huán)形均壓槽，也可以大大減小徑向不平衡力。為了減小徑向不平衡力，應(yīng)嚴(yán)格控制閥芯和閥孔的制造精度，在裝配14（四）解決措施(1)提高加工精度，避免偏心；(2)根據(jù)閥芯運(yùn)動(dòng)方向設(shè)計(jì)成順錐形狀；(3)開(kāi)均壓槽，使不同壓強(qiáng)區(qū)油液溝通；(4)防止油液污染，維持油液的清潔度。閥芯移動(dòng)所需克服的最大摩擦力：（四）解決措施閥芯移動(dòng)所需克服的最大摩擦力：15滑閥泄漏大，錐閥泄漏小滑閥中位時(shí)泄漏量最大泄漏量隨時(shí)間改變伺服閥的零區(qū)特性由其泄漏特性決定加沉割槽可降低泄漏量6.2.4泄漏特性滑閥泄漏大，錐閥泄漏小6.2.4泄漏特性16滑閥內(nèi)泄漏的影響因素：(1)油液的粘度，工作溫度；(2)閥芯與閥孔的間隙、密封袋帶長(zhǎng)度、密封形式；(3)閥中油路內(nèi)的壓力分布；(4)滑閥中位機(jī)能；(5)材料強(qiáng)度，安裝變形?；y內(nèi)泄漏的影響因素：17§6-2方向控制閥6.2.1單向閥普通單向閥液控單向閥1.普通單向閥單向閥只允許經(jīng)過(guò)閥的油液?jiǎn)畏较蛄鲃?dòng),而不許反向流動(dòng)。動(dòng)畫(huà)演示§6-2方向控制閥6.2.1單向閥普通單向閥液控單向閥182.液控單向閥當(dāng)控制口K處無(wú)壓力油通入時(shí),它的工作機(jī)制和普通單向閥一樣：壓力油只能從通口P1流向通口P2,不能反向倒流；當(dāng)控制口K有控制壓力油時(shí),活塞1右移,推動(dòng)頂桿2頂開(kāi)閥芯,使油口P1和P2接通,油液就可在兩個(gè)方向自由通流。此時(shí)液控單向閥相當(dāng)于一條通路。動(dòng)畫(huà)演示2.液控單向閥當(dāng)控制口K處無(wú)壓力油通入時(shí),它的工作機(jī)制和普通19換向閥是利用閥芯與閥體相對(duì)位置的改變,使油路通、斷或變換液流的方向,從而控制液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)、停止或換向。因此，將換向閥與液壓缸連接，可方便地改變液壓缸的活塞運(yùn)動(dòng)方向。1.對(duì)換向閥的主要要求5.2.2換向閥(1)油液流經(jīng)換向閥時(shí)的壓力損失要小。(2)互不相通的油口間的泄露要小。(3)換向要平穩(wěn)、迅速且可靠。換向閥是利用閥芯與閥體相對(duì)位置的改變,使油路通、斷或20閥芯和閥體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

2.轉(zhuǎn)閥1-閥體2-閥芯3-手柄換向閥在按閥芯形狀分類(lèi)時(shí)，有滑閥式和轉(zhuǎn)閥式兩種，滑閥式換向閥在液壓系統(tǒng)中遠(yuǎn)比轉(zhuǎn)閥式用得廣泛。圖示位置時(shí),通口P和A相通、B和T相通；當(dāng)操作手柄轉(zhuǎn)換到“止”位置時(shí),通口P、A、B和T均不相通,當(dāng)操作手柄轉(zhuǎn)換到右位置時(shí),則通口P和B相通，A和T相通。閥芯和閥體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2.轉(zhuǎn)閥1-閥體2-閥21閥芯和閥體之間的運(yùn)動(dòng)是相對(duì)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。閥體和滑動(dòng)閥芯是滑閥的結(jié)構(gòu)主體。3.滑閥式換向閥(1)換向閥的“通”和“位”及職能符號(hào)代表的意義通常所說(shuō)的“二位閥”、“三位閥”是指換向閥的閥芯有兩個(gè)或三個(gè)不同的工作位置。所謂“二通閥”、“三通閥”、“四通閥”,是指換向閥的閥體上有兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)各不相通且可與系統(tǒng)中不同油管相連的油道接口,不同油道之間只能通過(guò)閥芯移位時(shí)閥口的開(kāi)關(guān)來(lái)溝通。動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示閥芯和閥體之間的運(yùn)動(dòng)是相對(duì)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。3.滑閥式換向閥22圖形符號(hào)的含義如下:(1)用方框數(shù)表示閥的工作位置,有幾個(gè)方框就表示有幾“位”。(2)方框內(nèi)的箭頭“↗”表示油路處于接通狀態(tài),但箭頭方向不一定表示液流的實(shí)際方向。(3)方框內(nèi)符號(hào)“┻”或“┳”表示該通路不通。(4)同一個(gè)方框內(nèi)的接通或封閉符號(hào)與方框的交點(diǎn)數(shù)表示閥的“通”路數(shù)。(5)一般閥與系統(tǒng)供油路連接的進(jìn)油口用字母P表示；閥與系統(tǒng)回油路連接的回油口用T表示；而閥與執(zhí)行元件連接的油口用A、B等表示。有時(shí)在圖形符號(hào)上用L表示泄油口。圖形符號(hào)的含義如下:23(2)滑閥的操縱方式a)手動(dòng)式b)機(jī)動(dòng)式c)電磁控制d)彈簧控制e)液動(dòng)f)液壓先導(dǎo)控制g)電液控制(2)滑閥的操縱方式a)手動(dòng)式b)機(jī)動(dòng)式c)電磁控制241)手動(dòng)換向閥(3)換向閥的結(jié)構(gòu)動(dòng)畫(huà)演示1)手動(dòng)換向閥(3)換向閥的結(jié)構(gòu)動(dòng)畫(huà)演示25機(jī)動(dòng)換向閥又稱(chēng)行程閥,它是用擋鐵或凸輪推動(dòng)閥芯移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)換向的。在圖示位置閥芯2被彈簧1壓向上端，油腔P和A通，B口關(guān)閉。當(dāng)擋鐵或凸輪壓住滾輪4，使閥芯2移動(dòng)到下端時(shí)，就使油腔P和A斷開(kāi)，P和B接通，A口關(guān)閉。2)機(jī)動(dòng)換向閥二位三通常閉式換向閥動(dòng)畫(huà)演示機(jī)動(dòng)換向閥又稱(chēng)行程閥,它是用擋鐵或凸輪推動(dòng)閥芯移動(dòng)來(lái)26電磁換向閥是利用電磁鐵的通電吸合與斷電釋放而直接推動(dòng)閥芯使閥芯換位來(lái)控制液流方向的。閥用電磁鐵根據(jù)所用電源不同，可分為三種：直流電磁鐵:工作可靠,需要專(zhuān)用直流電源,使用壽命較長(zhǎng)。交流電磁鐵:不需要專(zhuān)用電源，但壽命低，沖擊大。整體電磁鐵:交流本機(jī)整體型電磁鐵。按銜鐵工作腔是否有油液分為干式和濕式兩種。不管是直流還是交流電磁，都可做成干式和濕式。濕式電磁鐵具有吸著聲小、壽命長(zhǎng)、溫升低等優(yōu)點(diǎn)。3)電磁換向閥電磁換向閥是利用電磁鐵的通電吸合與斷電釋放而直接推動(dòng)27在圖示位置,油口P和A相通,油口B斷開(kāi)；當(dāng)電磁鐵通電吸合時(shí),推桿3將閥芯2推向右端,這時(shí)油口P和A斷開(kāi),而與B相通。而當(dāng)磁鐵斷電釋放時(shí),閥芯2被彈簧7推向左端,P和A又接通,油口B斷開(kāi)。二位三通電磁換向閥在圖示位置,油口P和A相通,油口B斷開(kāi)；當(dāng)電磁鐵通電吸合時(shí),28此為直流濕式三位四通電磁換向閥。當(dāng)兩邊電磁鐵都不通電時(shí)，閥芯7在兩邊對(duì)中彈簧3、4的作用下處于中位，P、T、A、B口互不相通；當(dāng)右邊電磁鐵通電時(shí)，推桿11將閥芯7推向左端，P與A通，B與T通；當(dāng)左邊電磁鐵通電時(shí)，推桿10將閥芯7推向右端，P與B通，A與T通；1、2-線(xiàn)圈3、4-對(duì)中彈簧5、6-套筒7-閥芯8、9-銜鐵10、11-推桿此為直流濕式三位四通電磁換向閥。當(dāng)兩邊電磁鐵都不通電時(shí)，閥芯294)液動(dòng)換向閥液動(dòng)換向閥是利用控制油路的壓力油來(lái)改變閥芯位置的換向閥。當(dāng)K1通壓力油時(shí),閥芯右移,P與A通,B與T通；當(dāng)K2通壓力油時(shí),閥芯左移,P與B通,A與T通；當(dāng)K1和K2都不通壓力油時(shí),閥芯在兩端對(duì)中彈簧的作用下處于中位。三位四通液動(dòng)換向閥4)液動(dòng)換向閥液動(dòng)換向閥是利用控制油路的壓力油來(lái)改變30

電液換向閥是由電磁閥和液動(dòng)閥結(jié)合在一起構(gòu)成的一種組合式換向閥。在電液換向閥中,電磁閥起先導(dǎo)控制作用(稱(chēng)先導(dǎo)閥),用于控制液動(dòng)換向閥的動(dòng)作和工作位置；液動(dòng)換向閥作為主閥,用于控制液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件。電液換向閥用于大流量的液壓系統(tǒng)中。5)電液換向閥電液換向閥是由電磁閥和液動(dòng)閥結(jié)合在一起構(gòu)成的31常態(tài)時(shí)先導(dǎo)閥和主閥皆處于中位,控制油路和主油路皆不進(jìn)油。當(dāng)左電磁鐵通電時(shí),先導(dǎo)閥處于左位工作,控制油自X口經(jīng)先導(dǎo)閥到主閥芯左端油腔,推動(dòng)主閥芯右移換向,主閥芯右端油腔回油通過(guò)右邊節(jié)流閥經(jīng)先導(dǎo)閥B′及T′流回油箱,此時(shí)主油路油口P和A、B和T相通。當(dāng)先導(dǎo)閥左電磁鐵斷電、右電磁鐵通電時(shí),則主油路油口換接,P和B、A和T相通,實(shí)現(xiàn)液流的換向。三位四通電液換向閥常態(tài)時(shí)先導(dǎo)閥和主閥皆處于中位,控制油路和主油路皆不進(jìn)油。當(dāng)左32(4)換向閥的中位機(jī)能三位換向閥的閥芯在中間位置時(shí)，各通口間有不同的連通方式，可滿(mǎn)足不同的使用要求。這種連通方式稱(chēng)為換向閥的中位機(jī)能。(4)換向閥的中位機(jī)能三位換向閥的閥芯在中間位置時(shí)，33在分析和選擇閥的中位機(jī)能時(shí),通?？紤]以下幾點(diǎn):1)系統(tǒng)保壓:當(dāng)P口封閉,系統(tǒng)保壓,液壓泵能用于多缸系統(tǒng)。當(dāng)P口與T口在半開(kāi)啟狀態(tài)下接通時(shí)(如X型),系統(tǒng)能保持一定的壓力供控制油路使用。2)系統(tǒng)卸荷:P口通暢地與T口接通時(shí),系統(tǒng)卸荷。3)啟動(dòng)平穩(wěn)性:閥在中位時(shí),液壓缸某腔如通油箱,則啟動(dòng)時(shí),該腔內(nèi)因油液無(wú)壓力,啟動(dòng)不平穩(wěn),易沖擊。在分析和選擇閥的中位機(jī)能時(shí),通?？紤]以下幾點(diǎn):344)換向平穩(wěn)性和精度:當(dāng)通液壓缸的A、B兩口都封閉時(shí),換向時(shí)易產(chǎn)生液壓沖擊,換向不平穩(wěn),但換向精度高;當(dāng)A、B兩口都通T口時(shí),換向時(shí)工作部件不易制動(dòng),換向精度低,但液壓沖擊小。5)液壓缸“浮動(dòng)”和在任意位置上的停止:閥在中位,當(dāng)A、B兩口互通時(shí),臥式液壓缸呈“浮動(dòng)”狀態(tài);當(dāng)A、B兩口封閉或與P口連接(在非差動(dòng)情況下),則可使液壓缸在任意位置處停下來(lái)。4)換向平穩(wěn)性和精度:當(dāng)通液壓缸的A、B兩口都封閉時(shí),換向時(shí)35(5)電磁換向閥的主要性能1)工作可靠性工作可靠性指電磁鐵通電后能否可靠地?fù)Q向，而斷電后能否可靠地復(fù)位。2)壓力損失由于電磁閥的開(kāi)口很小，故液流流過(guò)閥口時(shí)產(chǎn)生較大的壓力損失。3)內(nèi)泄漏量在各個(gè)不同的工作位置，在規(guī)定的工作壓力下，從高壓腔漏到低壓腔的泄漏量為內(nèi)泄漏量。過(guò)大的內(nèi)泄漏量不僅會(huì)降低系統(tǒng)的效率，引起過(guò)熱，而且還會(huì)影響執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正常工作。(5)電磁換向閥的主要性能1)工作可靠性工作可靠性指電磁364)換向和復(fù)位時(shí)間

換向時(shí)間指從電磁鐵通電到閥芯換向終止的時(shí)間；復(fù)位時(shí)間指從電磁鐵斷電到閥芯回復(fù)到初始位置的時(shí)間。減小換向和復(fù)位時(shí)間可提高機(jī)構(gòu)的工作效率，但會(huì)引起液壓沖擊。5)換向頻率換向頻率是在單位時(shí)間內(nèi)閥所允許的換向次數(shù)。目前單電磁鐵的電磁閥的換向頻率一般為60次/min。6)使用壽命使用壽命指使用到電磁閥某一零件損壞，不能進(jìn)行正常的換向或復(fù)位動(dòng)作，或使用到電磁閥的主要性能指標(biāo)超過(guò)規(guī)定指標(biāo)時(shí)所經(jīng)歷的換向次數(shù)。電磁閥的使用壽命主要決定于電磁鐵。濕式電磁鐵的壽命比干式的長(zhǎng)，直流電磁鐵的壽命比交流的長(zhǎng)。4)換向和復(fù)位時(shí)間換向時(shí)間指從電磁鐵通電到閥芯換向終止的37在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中,調(diào)整系統(tǒng)壓力的大小或利用壓力作為信號(hào)來(lái)控制其它動(dòng)作的液壓閥統(tǒng)稱(chēng)為壓力控制閥,簡(jiǎn)稱(chēng)壓力閥。這類(lèi)閥的共同點(diǎn)是利用作用在閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的原理工作,這兩種力的大小關(guān)系不同使閥處于不同的工作狀態(tài)?！?-3壓力控制閥壓力閥限制液壓系統(tǒng)的最高壓力—安全閥穩(wěn)定液壓系統(tǒng)中某處的壓力值—溢流閥、減壓閥利用液壓力作為信號(hào)控制其動(dòng)作—順序閥、壓力繼電器在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中,調(diào)整系統(tǒng)壓力的大小或利用壓力作為信38溢流閥的主要作用是對(duì)液壓系統(tǒng)定壓或進(jìn)行安全保護(hù)。5.3.1溢流閥圖(a)溢流閥的功用就是在不斷的溢流過(guò)程中保持系統(tǒng)壓力基本不變。用于過(guò)載保護(hù)的溢流閥一般稱(chēng)為安全閥(圖b)。(a)(b)溢流閥的主要作用是對(duì)液壓系統(tǒng)定壓或進(jìn)行安全保護(hù)。5.3.139(1)定壓精度高；(2)靈敏度要高；(3)工作要平穩(wěn),且無(wú)振動(dòng)和噪聲；(4)當(dāng)閥關(guān)閉時(shí),密封要好,泄漏要小。對(duì)于經(jīng)常開(kāi)啟的溢流閥,主要要求前三項(xiàng)性能；而對(duì)于安全閥,則主要要求第二和第四兩項(xiàng)性能。其實(shí),溢流閥和安全閥都是同一結(jié)構(gòu)的閥,只不過(guò)是在不同要求時(shí)有不同的作用而已。1.液壓系統(tǒng)對(duì)溢流閥的性能要求(1)定壓精度高；1.液壓系統(tǒng)對(duì)溢流閥的性能要求40常用溢流閥按其結(jié)構(gòu)形式和基本動(dòng)作方式可歸結(jié)為直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種。2.溢流閥的結(jié)構(gòu)和工作原理(1)直動(dòng)式溢流閥

依靠系統(tǒng)中的壓力油直接作用在閥芯上與彈簧力等相平衡，以控制閥芯的啟閉動(dòng)作。P是進(jìn)油口,T是回油口,進(jìn)口壓力油經(jīng)閥芯4中間的阻尼孔作用在閥芯的底部端面上,當(dāng)進(jìn)油壓力較小時(shí),閥芯在彈簧2的作用下處于下端位置,將P和T兩油口隔開(kāi)。當(dāng)油壓力升高,在閥芯下端所產(chǎn)生的作用力超過(guò)彈簧的壓緊力F。此時(shí),閥芯上升,閥口被打開(kāi),將多余的油液排回油箱。1-螺母2-調(diào)壓彈簧3-上蓋4-閥芯5-閥體閥芯上的阻尼孔用來(lái)對(duì)閥芯的動(dòng)作產(chǎn)生阻尼,以提高閥的工作平衡性常用溢流閥按其結(jié)構(gòu)形式和基本動(dòng)作方式可歸結(jié)為直41當(dāng)系統(tǒng)壓力升高時(shí),閥芯上升,閥口通流面積增加,溢流量增大,進(jìn)而使系統(tǒng)壓力下降。溢流閥內(nèi)部通過(guò)閥芯的平衡和運(yùn)動(dòng)構(gòu)成的這種負(fù)反饋?zhàn)饔檬瞧涠▔鹤饔玫幕驹?也是所有定壓閥的基本工作原理。被控壓力彈簧壓縮量改變閥口通流面積和系統(tǒng)溢流量改變當(dāng)系統(tǒng)壓力升高時(shí),閥芯上升,閥口通流面積增加,溢流量42直動(dòng)式錐形溢流閥1-偏流盤(pán)2-錐閥3-活塞在錐閥的下部有一阻尼活塞3,活塞的側(cè)面銑扁,以便將壓力油引到活塞底部,該活塞除了能增加運(yùn)動(dòng)阻尼以提高閥的工作穩(wěn)定性外,還可以使錐閥導(dǎo)向而在開(kāi)啟后不會(huì)傾斜。此外,錐閥上部有一個(gè)偏流盤(pán)1,盤(pán)上的環(huán)形槽用來(lái)改變液流方向,一方面以補(bǔ)償錐閥2的液動(dòng)力；另一方面由于液流方向的改變,產(chǎn)生一個(gè)與彈簧力相反方向的射流力,當(dāng)通過(guò)溢流閥的流量增加時(shí),雖然因錐閥閥口增大引起彈簧力增加,但由于與彈簧力方向相反的射流力同時(shí)增加,結(jié)果抵消了彈簧力的增量,有利于提高閥的通流流量和工作壓力。直動(dòng)式錐形溢流閥在錐閥的下部有一阻尼活塞3,活塞的側(cè)面銑扁,432.先導(dǎo)式溢流閥

油液從進(jìn)油口P進(jìn)入,經(jīng)阻尼孔3到達(dá)主閥彈簧腔,并作用在先導(dǎo)閥錐閥芯上。當(dāng)進(jìn)油壓力不高時(shí),液壓力不能克服先導(dǎo)閥的彈簧阻力,先導(dǎo)閥口關(guān)閉,閥內(nèi)無(wú)油液流動(dòng),這時(shí)主閥芯因前后腔油壓相同,故被主閥彈簧壓在閥座上,P和T口隔斷,無(wú)溢流；當(dāng)進(jìn)油壓力升高到先導(dǎo)閥彈簧的預(yù)調(diào)壓力時(shí),先導(dǎo)閥口打開(kāi),壓力油就可通過(guò)阻尼孔、經(jīng)導(dǎo)閥、回油口T流回油箱。這時(shí)油液流過(guò)阻尼孔3,產(chǎn)生壓力損失,使主閥芯兩端形成了壓力差。主閥芯在此壓差作用下克服彈簧阻力向上移動(dòng),使進(jìn)、回油口連通,達(dá)到溢流穩(wěn)壓的目的。2.先導(dǎo)式溢流閥油液從進(jìn)油口P進(jìn)入,經(jīng)阻尼孔3到達(dá)主閥彈44先導(dǎo)式溢流閥的閥體上有一個(gè)遠(yuǎn)程控制口K,如果將K口接到另一個(gè)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥(其結(jié)構(gòu)和主閥的先導(dǎo)閥一樣),調(diào)節(jié)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的彈簧力，即可調(diào)節(jié)溢流閥主閥芯上端的液壓力，從而對(duì)溢流閥的溢流壓力實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓。遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的調(diào)節(jié)壓力要小于溢流閥本身先導(dǎo)閥的調(diào)定壓力，否則遠(yuǎn)程調(diào)壓閥將處于不工作狀態(tài)。通過(guò)一個(gè)電磁換向閥使遠(yuǎn)控口分別與一個(gè)(或多個(gè))遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的入口連接，即可實(shí)現(xiàn)二級(jí)(或多級(jí))調(diào)壓。先導(dǎo)式溢流閥的閥體上有一個(gè)遠(yuǎn)程控制口K,如果將K口接到另一個(gè)45溢流閥的性能包括溢流閥的靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能。3.溢流閥的性能(1)靜態(tài)性能

1)壓力調(diào)節(jié)范圍調(diào)壓彈簧在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí)，系統(tǒng)壓力能平穩(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。

2)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(chēng)為卸荷壓力。溢流閥的性能包括溢流閥的靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能。3.溢流閥的性463)啟閉特性溢流閥在穩(wěn)態(tài)情況下從開(kāi)啟到閉合的過(guò)程中,被控壓力與通過(guò)溢流閥的溢流量之間的關(guān)系。它是衡量溢流閥定壓精度的一個(gè)重要指標(biāo),一般用溢流閥處于額定流量、調(diào)定壓力ps時(shí),開(kāi)始溢流的開(kāi)啟壓力pk及停止溢流的閉合壓力pB分別與ps的百分比來(lái)衡量,前者稱(chēng)為開(kāi)啟比pk,后者稱(chēng)為閉合比ps,即:

兩個(gè)百分比越大,則兩者越接近,溢流閥的啟閉特性就越好。

≥90%≥85%3)啟閉特性溢流閥在穩(wěn)態(tài)情況下從開(kāi)啟到閉合的過(guò)程中,被控47當(dāng)溢流閥在溢流量由零至額定流量發(fā)生階躍變化時(shí)，它的進(jìn)口壓力，也就是它所控制的系統(tǒng)壓力，將如圖所示的那樣迅速升高并超過(guò)額定壓力的調(diào)定值，然后逐步衰減到最終穩(wěn)定壓力，從而完成其動(dòng)態(tài)過(guò)渡過(guò)程。(2)動(dòng)態(tài)性能

響應(yīng)時(shí)間,其值越小,響應(yīng)越快過(guò)渡過(guò)程時(shí)間,其值越小,動(dòng)態(tài)過(guò)渡時(shí)間越短定義最高瞬時(shí)壓力峰值與額定壓力調(diào)定值ps的差值為壓力超調(diào)量Δp,則壓力超調(diào)率Δp為：當(dāng)溢流閥在溢流量由零至額定流量發(fā)生階躍變化時(shí)，它的進(jìn)484.2.2減壓閥減壓閥是使出口壓力(二次壓力)低于進(jìn)口壓力(一次壓力)的一種壓力控制閥。其作用是用低液壓系統(tǒng)中某一回路的油液壓力，使用一個(gè)油源能同時(shí)提供兩個(gè)或幾個(gè)不同壓力的輸出。根據(jù)減壓閥所控制的壓力不同，它可分為定值輸出減壓閥、定差減壓閥和定比減壓閥。4.2.2減壓閥減壓閥是使出口壓力(二次壓力)低于49閥不工作時(shí),閥芯在彈簧作用下處于最下端位置,閥的進(jìn)、出油口是相通的,即閥是常開(kāi)的。若出口壓力增大,使作用在閥芯下端的壓力大于彈簧力時(shí),閥芯上移,關(guān)小閥口,這時(shí)閥處于工作狀態(tài)。若忽略其他阻力,僅考慮作用在閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的條件,則可以認(rèn)為出口壓力基本上維持在某一調(diào)定值上。這時(shí)如出口壓力減小,閥芯就下移,開(kāi)大閥口,閥口處阻力減小,壓降減小,使出口壓力回升到調(diào)定值；反之,若出口壓力增大,則閥芯上移,關(guān)小閥口,閥口處阻力加大,壓降增大,使出口壓力下降到調(diào)定值。1.定值減壓閥閥不工作時(shí),閥芯在彈簧作用下處于最下端位置,閥的進(jìn)、出油口是50先導(dǎo)式減壓閥和先導(dǎo)式溢流閥主要區(qū)別如下：①減壓閥保持出口壓力基本不變,而溢流閥保持進(jìn)口壓力基本不變。②在不工作時(shí),減壓閥進(jìn)出油口互通,而溢流閥進(jìn)出油口不通。③為保證減壓閥出口壓力調(diào)定值恒定,它的導(dǎo)閥彈簧腔需通過(guò)泄油口單獨(dú)外接油箱；而溢流閥的出油口是通油箱的,所以它的導(dǎo)閥彈簧腔和泄漏油可通過(guò)閥體上的通道和出油口相通,不必單獨(dú)外接油箱。先導(dǎo)式減壓閥和先導(dǎo)式溢流閥主要區(qū)別如下：51忽略閥芯的自重和摩擦力等其他外力,閥芯上的力平衡方程為：若xR≤xc時(shí),則有：這就是減壓閥出口壓力可基本上保持定值的原因。出口處閥芯面積當(dāng)閥芯開(kāi)口xR=0時(shí)彈簧的預(yù)壓縮量忽略閥芯的自重和摩擦力等其他外力,閥芯上的力平衡方程為：52當(dāng)減壓閥進(jìn)油口壓力p1基本恒定時(shí),若通過(guò)的流量q增加,則閥口縫隙xR加大,出口壓力p2略微下降。減壓閥特性曲線(xiàn)當(dāng)減壓閥進(jìn)油口壓力p1基本恒定時(shí),若通過(guò)的流量q增加,則閥口532.定差減壓閥定差減壓閥是使進(jìn)、出油口之間的壓力差等于或近似于不變的減壓閥。高壓油p1經(jīng)節(jié)流口減壓后以低壓p2流出，同時(shí)，低壓油經(jīng)閥芯中心孔將壓力傳至閥芯上腔，則其進(jìn)、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。只要盡量減小彈簧剛度ks和閥口開(kāi)度xR，就可使壓力差Δp近似地保持為定值。2.定差減壓閥定差減壓閥是使進(jìn)、出油口之間的壓力差等543.定比減壓閥

定比減壓閥能使進(jìn)、出油口壓力的比值維持恒定。閥芯在穩(wěn)態(tài)時(shí)忽略穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力、閥芯的自重和摩擦力時(shí)可得到力平衡方程為：若忽略彈簧力(剛度較小),則有(減壓比)：3.定比減壓閥定比減壓閥能使進(jìn)、出油口壓力的比值維持恒55順序閥是用來(lái)控制液壓系統(tǒng)中各執(zhí)行元件動(dòng)作的先后順序。依控制壓力的不同,順序閥又可分為內(nèi)控式和外控式兩種。前者用閥的進(jìn)口壓力控制閥芯的啟閉,后者用外來(lái)的控制壓力油控制閥芯的啟閉(即液控順序閥)。順序閥也有直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種,前者一般用于低壓系統(tǒng),后者用于中高壓系統(tǒng)。5.2.3順序閥順序閥是用來(lái)控制液壓系統(tǒng)中各執(zhí)行元件動(dòng)作的先后順序。56順序閥的出油口通向系統(tǒng)的另一壓力油路,而溢流閥的出油口通油箱當(dāng)進(jìn)油口壓力p1較低時(shí),閥芯在彈簧作用下處下端位置,進(jìn)油口和出油口不相通。當(dāng)作用在閥芯下端的油液的液壓力大于彈簧的預(yù)緊力時(shí),閥芯向上移動(dòng),閥口打開(kāi),油液便經(jīng)閥口從出油口流出,從而操縱另一執(zhí)行元件或其他元件動(dòng)作。泄露口L單獨(dú)接油箱直動(dòng)式內(nèi)控順序閥順序閥的出油口通向系統(tǒng)的另一壓力油路,而溢流閥的出油口通油箱57閥芯的啟閉是利用通入控制油口K的外部控制油來(lái)控制。直動(dòng)式外控順序閥閥芯的啟閉是利用通入控制油口K的外部控制油來(lái)控制。直動(dòng)式外58

先導(dǎo)式順序閥和先導(dǎo)式溢流閥的區(qū)別如下：(1)溢流閥的進(jìn)口壓力在通流狀態(tài)下基本不變,而順序閥在通流狀態(tài)下其進(jìn)口壓力由出口壓力而定,如果出口壓力p2比進(jìn)口壓力p1低得多時(shí),p1基本不變,而當(dāng)p2增大到一定程度,p1也隨之增加，則p1=p2+Δp，Δp為順序閥上的損失壓力。(2)溢流閥為內(nèi)泄漏,而順序閥需單獨(dú)引出泄漏通道,為外泄漏。(3)溢流閥的出口必須回油箱,順序閥出口可接負(fù)載。先導(dǎo)式順序閥和先導(dǎo)式溢流閥的區(qū)別如下：59壓力繼電器是一種將油液的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的電液控制元件,當(dāng)油液壓力達(dá)到壓力繼電器的調(diào)定壓力時(shí),即發(fā)出電信號(hào),以控制電磁鐵、電磁離合器、繼電器等元件動(dòng)作,使油路卸壓、換向、執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作,或關(guān)閉電動(dòng)機(jī),使系統(tǒng)停止工作,起安全保護(hù)作用等。5.2.4壓力繼電器壓力繼電器是一種將油液的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的電液控60當(dāng)從壓力繼電器下端進(jìn)油口通入的油液壓力達(dá)到調(diào)定壓力值時(shí)，推動(dòng)柱塞1上移，此位移通過(guò)杠桿2放大后推動(dòng)開(kāi)關(guān)4動(dòng)作。改變彈簧3的壓縮量即可以調(diào)節(jié)壓力繼電器的動(dòng)作壓力。柱塞式壓力繼電器當(dāng)從壓力繼電器下端進(jìn)油口通入的油液壓力達(dá)到調(diào)定壓力值時(shí)，推動(dòng)61流量控制閥是依靠改變閥口通流面積(節(jié)流口局部阻力)的大小或通流通道的長(zhǎng)短來(lái)控制流量的液壓閥類(lèi)。常用的流量控制閥有普通節(jié)流閥、壓力補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償調(diào)速閥、溢流節(jié)流閥和分流集流閥等?！?-3流量控制閥流量控制閥是依靠改變閥口通流面積(節(jié)流口局部阻力)的625.3.1流量控制原理及節(jié)流口形式

節(jié)流閥節(jié)流口通常有三種基本形式:薄壁小孔、細(xì)長(zhǎng)小孔和厚壁小孔。三種形式的節(jié)流口的流量q及其前后壓力差Δp的關(guān)系均可用來(lái)表示。(1)壓差對(duì)流量的影響

節(jié)流閥兩端壓差Δp變化時(shí),通過(guò)它的流量要發(fā)生變化,三種結(jié)構(gòu)形式的節(jié)流口中,通過(guò)薄壁小孔的流量受到壓差改變的影響最小。5.3.1流量控制原理及節(jié)流口形式節(jié)流閥節(jié)流口通63(2)溫度對(duì)流量的影響油溫影響到油液粘度,對(duì)于細(xì)長(zhǎng)小孔,油溫變化時(shí),流量也會(huì)隨之改變,對(duì)于薄壁小孔粘度對(duì)流量幾乎沒(méi)有影響,故油溫變化時(shí),流量基本不變。(3)節(jié)流口堵塞對(duì)流量的影響節(jié)流口通流面積越大,節(jié)流通道越短和水力直徑越大,越不容易堵塞,而且油液的清潔度也對(duì)堵塞產(chǎn)生影響。

為保證流量穩(wěn)定，節(jié)流口的形式以薄壁小孔較為理想。(2)溫度對(duì)流量的影響油溫影響到油液粘度,對(duì)于細(xì)長(zhǎng)小孔,64通道長(zhǎng),濕周大,易堵塞,流量受油溫影響大制造容易,閥芯徑向力不平衡,旋轉(zhuǎn)閥芯時(shí)較費(fèi)力簡(jiǎn)單,流量調(diào)節(jié)范圍大,但油溫對(duì)其有一定影響閥口成薄刃形,通道短,水力直徑大,不易堵塞,油溫對(duì)其影響小,其性能接近薄壁小孔油溫通閥芯襯套上加工有薄壁閥口,閥芯軸向移動(dòng)可改變開(kāi)口大小通道長(zhǎng),濕周大,易堵塞,流量受油溫影響大制造容易,閥芯徑向力65在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中節(jié)流元件與溢流閥并聯(lián)于液泵的出口,構(gòu)成恒壓油源,使泵出口的壓力恒定。節(jié)流元件用來(lái)調(diào)節(jié)流量是有條件的,即要求有一個(gè)接受節(jié)流元件壓力信號(hào)的環(huán)節(jié)(與之并聯(lián)的溢流閥或恒壓變量泵)。通過(guò)這一環(huán)節(jié)來(lái)補(bǔ)償節(jié)流元件的流量變化。在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中節(jié)流元件與溢流閥并聯(lián)于液泵的出口,構(gòu)66液壓傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)流量控制閥的主要要求有:(1)較大的流量調(diào)節(jié)范圍,且流量調(diào)節(jié)要均勻。(2)當(dāng)閥前、后壓力差發(fā)生變化時(shí),通過(guò)閥的流量變化要小,以保證負(fù)載運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定。(3)油溫變化對(duì)通過(guò)閥的流量影響要小。(4)液流通過(guò)全開(kāi)閥時(shí)的壓力損失要小。(5)當(dāng)閥口關(guān)閉時(shí),閥的泄漏量要小。

液壓傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)流量控制閥的主要要求有:675.3.2普通節(jié)流閥

節(jié)流通道呈軸向三角槽式。壓力油從進(jìn)油口P1流入孔道a和閥芯2左端的三角槽進(jìn)入孔道b,再?gòu)某鲇涂赑2流出。調(diào)節(jié)手柄4,可通過(guò)推桿3使閥芯作軸向移動(dòng),以改變節(jié)流口的通流截面積來(lái)調(diào)節(jié)流量。這種節(jié)流閥的進(jìn)出油口可互換。

5.3.2普通節(jié)流閥節(jié)流通道呈軸向三角槽式。壓力油從進(jìn)油68節(jié)流閥的剛性表示它抵抗負(fù)數(shù)變化的干擾,保持流量穩(wěn)定的能力,即當(dāng)節(jié)流閥開(kāi)口量不變時(shí),由于閥前后壓力差Δp的變化,引起通過(guò)節(jié)流閥的流量發(fā)生變化的情況。流量變化越小,節(jié)流閥的剛性越大,反之,其剛性則小。如果以T表示節(jié)流閥的剛度,則由不同開(kāi)口時(shí)節(jié)流閥的流量特性曲線(xiàn)節(jié)流閥的剛性表示它抵抗負(fù)數(shù)變化的干擾,保持流量穩(wěn)定69(1)同一節(jié)流閥,閥前后壓力差Δp相同,節(jié)流開(kāi)口小時(shí),剛度大。不同開(kāi)口時(shí)節(jié)流閥的流量特性曲線(xiàn)保證節(jié)流閥具有足夠的剛度，節(jié)流閥只能在某一最低壓力差Δp的條件下，才能正常工作,但提高Δp將引起壓力損失的增加。(2)同一節(jié)流閥,在節(jié)流開(kāi)口一定時(shí),閥前后壓力差Δp越小,剛度越低。為了(3)取小的指數(shù)m可以提高節(jié)流閥的剛度,因此在實(shí)際使用中多希望采用薄壁小孔式節(jié)流口,即m=0.5的節(jié)流口。(1)同一節(jié)流閥,閥前后壓力差Δp相同,節(jié)流開(kāi)口小時(shí),剛度大705.3.3調(diào)速閥和溫度補(bǔ)償調(diào)速閥

為了改善調(diào)速系統(tǒng)的性能,通常是對(duì)節(jié)流閥進(jìn)行補(bǔ)償,即采取措施使節(jié)流閥前后壓力差在負(fù)載變化時(shí)始終保持不變。由可知,當(dāng)△p基本不變時(shí),通過(guò)節(jié)流閥的流量只由其開(kāi)口量大小來(lái)決定,使△

p基本保持不變的方式有兩種:一種是將定壓差式減壓閥與節(jié)流閥串聯(lián)起來(lái)構(gòu)成調(diào)速閥；另一種是將穩(wěn)壓溢流閥與節(jié)流閥并聯(lián)起來(lái)構(gòu)成溢流節(jié)流閥。這兩種閥是利用流量的變化所引起的油路壓力的變化,通過(guò)閥芯的負(fù)反饋動(dòng)作來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)節(jié)流部分的壓力差,使其保持不變。

5.3.3調(diào)速閥和溫度補(bǔ)償調(diào)速閥為了改善調(diào)速系統(tǒng)711.調(diào)速閥

節(jié)流閥用來(lái)調(diào)節(jié)通過(guò)的流量,定差減壓閥則自動(dòng)補(bǔ)償負(fù)載變化的影響,使節(jié)流閥前后的壓差為定值,消除了負(fù)載變化對(duì)流量的影響。液壓泵的出口(即調(diào)速閥的進(jìn)口)壓力p1由溢流閥調(diào)整基本不變，而調(diào)速閥的出口壓力p3則由液壓缸負(fù)載F決定。1.調(diào)速閥節(jié)流閥用來(lái)調(diào)節(jié)通過(guò)的流量,定差減壓閥則自動(dòng)72油液先經(jīng)減壓閥產(chǎn)生一次壓力降,將壓力降到p2,p2經(jīng)通道e、f作用到減壓閥的d腔和c腔；節(jié)流閥的出口壓力p3又經(jīng)反饋通道a作用到減壓閥的上腔b,當(dāng)減壓閥的閥芯在彈簧力Fs、油液壓力p2和p3作用下處于某一平衡位置時(shí)(忽略摩擦力和液動(dòng)力等),則有：油液先經(jīng)減壓閥產(chǎn)生一次壓力降,將壓力降到p2,p2經(jīng)通道e、732.溫度補(bǔ)償調(diào)速閥

普通調(diào)速閥僅消除了負(fù)載變化對(duì)流量的影響,但溫度變化的影響依然存在。對(duì)速度穩(wěn)定性要求高的系統(tǒng),所用的調(diào)速閥應(yīng)帶有流量的溫度補(bǔ)償裝置,即使用溫度補(bǔ)償?shù)恼{(diào)速閥。溫度補(bǔ)償調(diào)速閥與普通調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)基本相似,主要區(qū)別在于前者的節(jié)流閥閥芯上連接著一根溫度補(bǔ)償桿。2.溫度補(bǔ)償調(diào)速閥普通調(diào)速閥僅消除了負(fù)載變化對(duì)流量74當(dāng)溫度變化時(shí),流量本來(lái)會(huì)有變化,但由于溫度補(bǔ)償桿的材料為溫度膨脹系數(shù)大的聚氯乙烯塑料,溫度升高時(shí)長(zhǎng)度增加,使閥口減小,反之則開(kāi)大,故能維持流量基本不變。當(dāng)溫度變化時(shí),流量本來(lái)會(huì)有變化,但由于溫度補(bǔ)償桿的材754.溢流節(jié)流閥(旁通型調(diào)速閥)它由差壓式溢流閥和節(jié)流閥并聯(lián)連接而成,是一種壓力補(bǔ)償型節(jié)流閥。進(jìn)口處高壓油p1,一部分通過(guò)節(jié)流閥4的閥口由出油口處流出,將壓力降到p2；另一部分通過(guò)溢流閥3的閥口溢回油箱。溢流閥3上端的油腔a與節(jié)流閥2后的壓力油p2相通,下端的油腔b與節(jié)流閥2前的壓力油p1相通,當(dāng)負(fù)載F增加時(shí),p2增大,a腔壓力增加，閥芯下移,關(guān)小閥口,這樣就使進(jìn)口處壓力p1增加,因而節(jié)流閥4前后的壓差(p1-p2)基本上保持不變。4.溢流節(jié)流閥(旁通型調(diào)速閥)它由差壓式溢流閥和節(jié)流閥并聯(lián)連76溢流節(jié)流閥是通過(guò)p1隨p2的變化來(lái)使流量基本上保持恒定的。這和上述調(diào)速閥的情況不同,調(diào)速閥不管裝在執(zhí)行元件的進(jìn)油路上還是回油路上,執(zhí)行元件負(fù)載變化時(shí),泵出口處壓力都由溢流閥保持不變。但使用溢流節(jié)流閥時(shí),如執(zhí)行元件負(fù)載變化,泵出口處壓力亦隨之變化,因而使系統(tǒng)功率損耗低,發(fā)熱量小。但溢流節(jié)流閥中流過(guò)的流量比調(diào)速閥大(一般是系統(tǒng)的全部流量),閥芯運(yùn)動(dòng)時(shí)阻力較大,彈簧較硬,其結(jié)果使節(jié)流閥前后壓差Δp加大(達(dá)0.3～0.5MPa),因此速度穩(wěn)定性稍差。溢流節(jié)流閥是通過(guò)p1隨p2的變化來(lái)使流量基本上保持恒77概述液壓閥上的共性問(wèn)題方向控制閥壓力控制閥流量控制閥第六章液壓閥概述第六章液壓閥78液壓控制閥(簡(jiǎn)稱(chēng)液壓閥)是液壓系統(tǒng)中的控制調(diào)節(jié)元件，其功用是通過(guò)控制調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中油液的流向、壓力和流量，使執(zhí)行器及其驅(qū)動(dòng)的工作機(jī)構(gòu)獲得所需的運(yùn)動(dòng)方向、推力(轉(zhuǎn)矩)及運(yùn)動(dòng)速度(轉(zhuǎn)速)等，以滿(mǎn)足不同的動(dòng)作要求。§6-1概述6.1.1液壓閥的作用液壓控制閥(簡(jiǎn)稱(chēng)液壓閥)是液壓系統(tǒng)中的控制調(diào)節(jié)元件，其79盡管液壓閥的種類(lèi)繁多,且各種閥的功能和結(jié)構(gòu)形式也有較大的差異,但它們之間均具有下述基本共同點(diǎn):(1)在結(jié)構(gòu)上,液壓閥都是由閥體、閥芯和驅(qū)動(dòng)閥芯動(dòng)作的零、部件組成的。(2)在工作原理上,液壓閥的開(kāi)口大小、進(jìn)出口間的壓差以及通過(guò)閥的流量之間的關(guān)系都符合孔口流量特性公式,只是各種閥控制的參數(shù)各不相同。盡管液壓閥的種類(lèi)繁多,且各種閥的功能和結(jié)構(gòu)形式也有較806.1.2液壓閥的分類(lèi)壓力閥液壓閥方向閥流量閥利用通流通道的更換來(lái)控制油液的流動(dòng)方向利用通流截面的節(jié)流作用來(lái)控制系統(tǒng)的壓力和流量單向閥和換向閥溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器節(jié)流閥、調(diào)速閥、溢流節(jié)流閥6.1.2液壓閥的分類(lèi)壓力閥液壓閥方向閥流量閥利用通流通道81液壓系統(tǒng)中所使用的液壓閥均應(yīng)滿(mǎn)足以下基本要求:(1)動(dòng)作靈敏,使用可靠,工作時(shí)沖擊和振動(dòng)小。(2)油液流過(guò)時(shí)壓力損失小。(3)密封性能好。(4)結(jié)構(gòu)緊湊,安裝、調(diào)整、使用、維護(hù)方便,通用性大。6.1.3對(duì)液壓閥的基本要求液壓系統(tǒng)中所使用的液壓閥均應(yīng)滿(mǎn)足以下基本要求:6.1.3826.2液壓閥上的共性問(wèn)題6.2.1閥口形式滑閥式錯(cuò)位孔式三角槽式閥口形式弓形孔式偏心槽式斜槽式旋轉(zhuǎn)槽式轉(zhuǎn)楔式

滑閥式的構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，通流截面積一般與閥的開(kāi)口大小成正比，是最常用的閥口形式。本章所介紹的液壓閥都是滑閥式的。6.2液壓閥上的共性問(wèn)題6.2.1閥口形式83圖為滑閥和閥芯的實(shí)際結(jié)構(gòu)圖為滑閥和閥芯的實(shí)際結(jié)構(gòu)84

很多液壓閥采用滑閥式結(jié)構(gòu)?；y在閥心移動(dòng)、改變閥口的啟閉或開(kāi)口大小時(shí)控制液流，同時(shí)也產(chǎn)生液動(dòng)力。作用在閥心上的液動(dòng)力有穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力和瞬態(tài)液動(dòng)力兩種。（一）穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力

穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力是閥心移動(dòng)完畢，開(kāi)口固定以后，液流流過(guò)閥口時(shí)因動(dòng)量變化而作用在閥心上的力。6.2.2液動(dòng)力很多液壓閥采用滑閥式結(jié)構(gòu)。滑閥在閥心移動(dòng)、改變閥口的85根據(jù)上式，可得這兩種情況下穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力的方向都是促使閥口關(guān)閉的。穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力促使閥口關(guān)閉，相當(dāng)于一個(gè)回復(fù)力，故它對(duì)滑閥性能的另一影響是使滑閥的工作趨于穩(wěn)定。

取閥心兩凸肩間的容腔中的液體為控制體，對(duì)它列寫(xiě)動(dòng)量方程，可以得到：(a)(b)根據(jù)上式，可得這兩種情況下穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力的方向都是促使86（二）瞬態(tài)液動(dòng)力

瞬態(tài)液動(dòng)力是滑閥在移動(dòng)過(guò)程中（即開(kāi)口大小發(fā)生變化時(shí)）閥腔中液流因加速或減速而作用在閥心上的力。這個(gè)力只與閥心移動(dòng)速度有關(guān)（即與閥口開(kāi)度的變化率有關(guān)），與閥口開(kāi)度本身無(wú)關(guān)。（二）瞬態(tài)液動(dòng)力87

可以看出，瞬態(tài)液動(dòng)力的方向與液流的流向有關(guān)：當(dāng)液流流出閥口時(shí)，瞬態(tài)液動(dòng)力與閥心的移動(dòng)方向相反，起著阻礙閥心移動(dòng)的作用；當(dāng)液流流入閥口時(shí)，瞬態(tài)液動(dòng)力與閥心的移動(dòng)方向相同，起著幫助閥心移動(dòng)的作用。

可以看出，瞬態(tài)液動(dòng)力的方向與液流的流向有關(guān)：當(dāng)液流流886.2.3液壓卡緊力（一）液壓卡緊現(xiàn)象在高壓系統(tǒng)中，閥芯停止運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間以后，由于阻力（非粘性摩擦力）而導(dǎo)致閥芯移動(dòng)困難的現(xiàn)象。（二）產(chǎn)生原因

⑴臟物進(jìn)入配合間隙；⑵油溫升高，閥芯膨脹卡死；⑶滑閥付幾何形狀誤差(如閥芯錐度等)和同心度變化(閥芯、閥孔軸線(xiàn)不重合)所引起徑向不平衡力——主要原因。6.2.3液壓卡緊力（一）液壓卡緊現(xiàn)象89（三）徑向不平衡力以錐度+偏心為例⑴倒錐（錐部大端朝向高壓腔），徑向力使偏心距變大；⑵順錐（錐部大端朝向低壓腔），徑向力使偏心距變??；⑶傾斜。（三）徑向不平衡力90為了減小徑向不平衡力，應(yīng)嚴(yán)格控制閥芯和閥孔的制造精度，在裝配時(shí)，盡可能使其成為順錐形式，另一方面在閥芯上開(kāi)環(huán)形均壓槽，也可以大大減小徑向不平衡力。為了減小徑向不平衡力，應(yīng)嚴(yán)格控制閥芯和閥孔的制造精度，在裝配91（四）解決措施(1)提高加工精度，避免偏心；(2)根據(jù)閥芯運(yùn)動(dòng)方向設(shè)計(jì)成順錐形狀；(3)開(kāi)均壓槽，使不同壓強(qiáng)區(qū)油液溝通；(4)防止油液污染，維持油液的清潔度。閥芯移動(dòng)所需克服的最大摩擦力：（四）解決措施閥芯移動(dòng)所需克服的最大摩擦力：92滑閥泄漏大，錐閥泄漏小滑閥中位時(shí)泄漏量最大泄漏量隨時(shí)間改變伺服閥的零區(qū)特性由其泄漏特性決定加沉割槽可降低泄漏量6.2.4泄漏特性滑閥泄漏大，錐閥泄漏小6.2.4泄漏特性93滑閥內(nèi)泄漏的影響因素：(1)油液的粘度，工作溫度；(2)閥芯與閥孔的間隙、密封袋帶長(zhǎng)度、密封形式；(3)閥中油路內(nèi)的壓力分布；(4)滑閥中位機(jī)能；(5)材料強(qiáng)度，安裝變形。滑閥內(nèi)泄漏的影響因素：94§6-2方向控制閥6.2.1單向閥普通單向閥液控單向閥1.普通單向閥單向閥只允許經(jīng)過(guò)閥的油液?jiǎn)畏较蛄鲃?dòng),而不許反向流動(dòng)。動(dòng)畫(huà)演示§6-2方向控制閥6.2.1單向閥普通單向閥液控單向閥952.液控單向閥當(dāng)控制口K處無(wú)壓力油通入時(shí),它的工作機(jī)制和普通單向閥一樣：壓力油只能從通口P1流向通口P2,不能反向倒流；當(dāng)控制口K有控制壓力油時(shí),活塞1右移,推動(dòng)頂桿2頂開(kāi)閥芯,使油口P1和P2接通,油液就可在兩個(gè)方向自由通流。此時(shí)液控單向閥相當(dāng)于一條通路。動(dòng)畫(huà)演示2.液控單向閥當(dāng)控制口K處無(wú)壓力油通入時(shí),它的工作機(jī)制和普通96換向閥是利用閥芯與閥體相對(duì)位置的改變,使油路通、斷或變換液流的方向,從而控制液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)、停止或換向。因此，將換向閥與液壓缸連接，可方便地改變液壓缸的活塞運(yùn)動(dòng)方向。1.對(duì)換向閥的主要要求5.2.2換向閥(1)油液流經(jīng)換向閥時(shí)的壓力損失要小。(2)互不相通的油口間的泄露要小。(3)換向要平穩(wěn)、迅速且可靠。換向閥是利用閥芯與閥體相對(duì)位置的改變,使油路通、斷或97閥芯和閥體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

2.轉(zhuǎn)閥1-閥體2-閥芯3-手柄換向閥在按閥芯形狀分類(lèi)時(shí)，有滑閥式和轉(zhuǎn)閥式兩種，滑閥式換向閥在液壓系統(tǒng)中遠(yuǎn)比轉(zhuǎn)閥式用得廣泛。圖示位置時(shí),通口P和A相通、B和T相通；當(dāng)操作手柄轉(zhuǎn)換到“止”位置時(shí),通口P、A、B和T均不相通,當(dāng)操作手柄轉(zhuǎn)換到右位置時(shí),則通口P和B相通，A和T相通。閥芯和閥體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2.轉(zhuǎn)閥1-閥體2-閥98閥芯和閥體之間的運(yùn)動(dòng)是相對(duì)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。閥體和滑動(dòng)閥芯是滑閥的結(jié)構(gòu)主體。3.滑閥式換向閥(1)換向閥的“通”和“位”及職能符號(hào)代表的意義通常所說(shuō)的“二位閥”、“三位閥”是指換向閥的閥芯有兩個(gè)或三個(gè)不同的工作位置。所謂“二通閥”、“三通閥”、“四通閥”,是指換向閥的閥體上有兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)各不相通且可與系統(tǒng)中不同油管相連的油道接口,不同油道之間只能通過(guò)閥芯移位時(shí)閥口的開(kāi)關(guān)來(lái)溝通。動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示閥芯和閥體之間的運(yùn)動(dòng)是相對(duì)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。3.滑閥式換向閥99圖形符號(hào)的含義如下:(1)用方框數(shù)表示閥的工作位置,有幾個(gè)方框就表示有幾“位”。(2)方框內(nèi)的箭頭“↗”表示油路處于接通狀態(tài),但箭頭方向不一定表示液流的實(shí)際方向。(3)方框內(nèi)符號(hào)“┻”或“┳”表示該通路不通。(4)同一個(gè)方框內(nèi)的接通或封閉符號(hào)與方框的交點(diǎn)數(shù)表示閥的“通”路數(shù)。(5)一般閥與系統(tǒng)供油路連接的進(jìn)油口用字母P表示；閥與系統(tǒng)回油路連接的回油口用T表示；而閥與執(zhí)行元件連接的油口用A、B等表示。有時(shí)在圖形符號(hào)上用L表示泄油口。圖形符號(hào)的含義如下:100(2)滑閥的操縱方式a)手動(dòng)式b)機(jī)動(dòng)式c)電磁控制d)彈簧控制e)液動(dòng)f)液壓先導(dǎo)控制g)電液控制(2)滑閥的操縱方式a)手動(dòng)式b)機(jī)動(dòng)式c)電磁控制1011)手動(dòng)換向閥(3)換向閥的結(jié)構(gòu)動(dòng)畫(huà)演示1)手動(dòng)換向閥(3)換向閥的結(jié)構(gòu)動(dòng)畫(huà)演示102機(jī)動(dòng)換向閥又稱(chēng)行程閥,它是用擋鐵或凸輪推動(dòng)閥芯移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)換向的。在圖示位置閥芯2被彈簧1壓向上端，油腔P和A通，B口關(guān)閉。當(dāng)擋鐵或凸輪壓住滾輪4，使閥芯2移動(dòng)到下端時(shí)，就使油腔P和A斷開(kāi)，P和B接通，A口關(guān)閉。2)機(jī)動(dòng)換向閥二位三通常閉式換向閥動(dòng)畫(huà)演示機(jī)動(dòng)換向閥又稱(chēng)行程閥,它是用擋鐵或凸輪推動(dòng)閥芯移動(dòng)來(lái)103電磁換向閥是利用電磁鐵的通電吸合與斷電釋放而直接推動(dòng)閥芯使閥芯換位來(lái)控制液流方向的。閥用電磁鐵根據(jù)所用電源不同，可分為三種：直流電磁鐵:工作可靠,需要專(zhuān)用直流電源,使用壽命較長(zhǎng)。交流電磁鐵:不需要專(zhuān)用電源，但壽命低，沖擊大。整體電磁鐵:交流本機(jī)整體型電磁鐵。按銜鐵工作腔是否有油液分為干式和濕式兩種。不管是直流還是交流電磁，都可做成干式和濕式。濕式電磁鐵具有吸著聲小、壽命長(zhǎng)、溫升低等優(yōu)點(diǎn)。3)電磁換向閥電磁換向閥是利用電磁鐵的通電吸合與斷電釋放而直接推動(dòng)104在圖示位置,油口P和A相通,油口B斷開(kāi)；當(dāng)電磁鐵通電吸合時(shí),推桿3將閥芯2推向右端,這時(shí)油口P和A斷開(kāi),而與B相通。而當(dāng)磁鐵斷電釋放時(shí),閥芯2被彈簧7推向左端,P和A又接通,油口B斷開(kāi)。二位三通電磁換向閥在圖示位置,油口P和A相通,油口B斷開(kāi)；當(dāng)電磁鐵通電吸合時(shí),105此為直流濕式三位四通電磁換向閥。當(dāng)兩邊電磁鐵都不通電時(shí)，閥芯7在兩邊對(duì)中彈簧3、4的作用下處于中位，P、T、A、B口互不相通；當(dāng)右邊電磁鐵通電時(shí)，推桿11將閥芯7推向左端，P與A通，B與T通；當(dāng)左邊電磁鐵通電時(shí)，推桿10將閥芯7推向右端，P與B通，A與T通；1、2-線(xiàn)圈3、4-對(duì)中彈簧5、6-套筒7-閥芯8、9-銜鐵10、11-推桿此為直流濕式三位四通電磁換向閥。當(dāng)兩邊電磁鐵都不通電時(shí)，閥芯1064)液動(dòng)換向閥液動(dòng)換向閥是利用控制油路的壓力油來(lái)改變閥芯位置的換向閥。當(dāng)K1通壓力油時(shí),閥芯右移,P與A通,B與T通；當(dāng)K2通壓力油時(shí),閥芯左移,P與B通,A與T通；當(dāng)K1和K2都不通壓力油時(shí),閥芯在兩端對(duì)中彈簧的作用下處于中位。三位四通液動(dòng)換向閥4)液動(dòng)換向閥液動(dòng)換向閥是利用控制油路的壓力油來(lái)改變107

電液換向閥是由電磁閥和液動(dòng)閥結(jié)合在一起構(gòu)成的一種組合式換向閥。在電液換向閥中,電磁閥起先導(dǎo)控制作用(稱(chēng)先導(dǎo)閥),用于控制液動(dòng)換向閥的動(dòng)作和工作位置；液動(dòng)換向閥作為主閥,用于控制液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件。電液換向閥用于大流量的液壓系統(tǒng)中。5)電液換向閥電液換向閥是由電磁閥和液動(dòng)閥結(jié)合在一起構(gòu)成的108常態(tài)時(shí)先導(dǎo)閥和主閥皆處于中位,控制油路和主油路皆不進(jìn)油。當(dāng)左電磁鐵通電時(shí),先導(dǎo)閥處于左位工作,控制油自X口經(jīng)先導(dǎo)閥到主閥芯左端油腔,推動(dòng)主閥芯右移換向,主閥芯右端油腔回油通過(guò)右邊節(jié)流閥經(jīng)先導(dǎo)閥B′及T′流回油箱,此時(shí)主油路油口P和A、B和T相通。當(dāng)先導(dǎo)閥左電磁鐵斷電、右電磁鐵通電時(shí),則主油路油口換接,P和B、A和T相通,實(shí)現(xiàn)液流的換向。三位四通電液換向閥常態(tài)時(shí)先導(dǎo)閥和主閥皆處于中位,控制油路和主油路皆不進(jìn)油。當(dāng)左109(4)換向閥的中位機(jī)能三位換向閥的閥芯在中間位置時(shí)，各通口間有不同的連通方式，可滿(mǎn)足不同的使用要求。這種連通方式稱(chēng)為換向閥的中位機(jī)能。(4)換向閥的中位機(jī)能三位換向閥的閥芯在中間位置時(shí)，110在分析和選擇閥的中位機(jī)能時(shí),通常考慮以下幾點(diǎn):1)系統(tǒng)保壓:當(dāng)P口封閉,系統(tǒng)保壓,液壓泵能用于多缸系統(tǒng)。當(dāng)P口與T口在半開(kāi)啟狀態(tài)下接通時(shí)(如X型),系統(tǒng)能保持一定的壓力供控制油路使用。2)系統(tǒng)卸荷:P口通暢地與T口接通時(shí),系統(tǒng)卸荷。3)啟動(dòng)平穩(wěn)性:閥在中位時(shí),液壓缸某腔如通油箱,則啟動(dòng)時(shí),該腔內(nèi)因油液無(wú)壓力,啟動(dòng)不平穩(wěn),易沖擊。在分析和選擇閥的中位機(jī)能時(shí),通?？紤]以下幾點(diǎn):1114)換向平穩(wěn)性和精度:當(dāng)通液壓缸的A、B兩口都封閉時(shí),換向時(shí)易產(chǎn)生液壓沖擊,換向不平穩(wěn),但換向精度高;當(dāng)A、B兩口都通T口時(shí),換向時(shí)工作部件不易制動(dòng),換向精度低,但液壓沖擊小。5)液壓缸“浮動(dòng)”和在任意位置上的停止:閥在中位,當(dāng)A、B兩口互通時(shí),臥式液壓缸呈“浮動(dòng)”狀態(tài);當(dāng)A、B兩口封閉或與P口連接(在非差動(dòng)情況下),則可使液壓缸在任意位置處停下來(lái)。4)換向平穩(wěn)性和精度:當(dāng)通液壓缸的A、B兩口都封閉時(shí),換向時(shí)112(5)電磁換向閥的主要性能1)工作可靠性工作可靠性指電磁鐵通電后能否可靠地?fù)Q向，而斷電后能否可靠地復(fù)位。2)壓力損失由于電磁閥的開(kāi)口很小，故液流流過(guò)閥口時(shí)產(chǎn)生較大的壓力損失。3)內(nèi)泄漏量在各個(gè)不同的工作位置，在規(guī)定的工作壓力下，從高壓腔漏到低壓腔的泄漏量為內(nèi)泄漏量。過(guò)大的內(nèi)泄漏量不僅會(huì)降低系統(tǒng)的效率，引起過(guò)熱，而且還會(huì)影響執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正常工作。(5)電磁換向閥的主要性能1)工作可靠性工作可靠性指電磁1134)換向和復(fù)位時(shí)間

換向時(shí)間指從電磁鐵通電到閥芯換向終止的時(shí)間；復(fù)位時(shí)間指從電磁鐵斷電到閥芯回復(fù)到初始位置的時(shí)間。減小換向和復(fù)位時(shí)間可提高機(jī)構(gòu)的工作效率，但會(huì)引起液壓沖擊。5)換向頻率換向頻率是在單位時(shí)間內(nèi)閥所允許的換向次數(shù)。目前單電磁鐵的電磁閥的換向頻率一般為60次/min。6)使用壽命使用壽命指使用到電磁閥某一零件損壞，不能進(jìn)行正常的換向或復(fù)位動(dòng)作，或使用到電磁閥的主要性能指標(biāo)超過(guò)規(guī)定指標(biāo)時(shí)所經(jīng)歷的換向次數(shù)。電磁閥的使用壽命主要決定于電磁鐵。濕式電磁鐵的壽命比干式的長(zhǎng)，直流電磁鐵的壽命比交流的長(zhǎng)。4)換向和復(fù)位時(shí)間換向時(shí)間指從電磁鐵通電到閥芯換向終止的114在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中,調(diào)整系統(tǒng)壓力的大小或利用壓力作為信號(hào)來(lái)控制其它動(dòng)作的液壓閥統(tǒng)稱(chēng)為壓力控制閥,簡(jiǎn)稱(chēng)壓力閥。這類(lèi)閥的共同點(diǎn)是利用作用在閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的原理工作,這兩種力的大小關(guān)系不同使閥處于不同的工作狀態(tài)?！?-3壓力控制閥壓力閥限制液壓系統(tǒng)的最高壓力—安全閥穩(wěn)定液壓系統(tǒng)中某處的壓力值—溢流閥、減壓閥利用液壓力作為信號(hào)控制其動(dòng)作—順序閥、壓力繼電器在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中,調(diào)整系統(tǒng)壓力的大小或利用壓力作為信115溢流閥的主要作用是對(duì)液壓系統(tǒng)定壓或進(jìn)行安全保護(hù)。5.3.1溢流閥圖(a)溢流閥的功用就是在不斷的溢流過(guò)程中保持系統(tǒng)壓力基本不變。用于過(guò)載保護(hù)的溢流閥一般稱(chēng)為安全閥(圖b)。(a)(b)溢流閥的主要作用是對(duì)液壓系統(tǒng)定壓或進(jìn)行安全保護(hù)。5.3.1116(1)定壓精度高；(2)靈敏度要高；(3)工作要平穩(wěn),且無(wú)振動(dòng)和噪聲；(4)當(dāng)閥關(guān)閉時(shí),密封要好,泄漏要小。對(duì)于經(jīng)常開(kāi)啟的溢流閥,主要要求前三項(xiàng)性能；而對(duì)于安全閥,則主要要求第二和第四兩項(xiàng)性能。其實(shí),溢流閥和安全閥都是同一結(jié)構(gòu)的閥,只不過(guò)是在不同要求時(shí)有不同的作用而已。1.液壓系統(tǒng)對(duì)溢流閥的性能要求(1)定壓精度高；1.液壓系統(tǒng)對(duì)溢流閥的性能要求117常用溢流閥按其結(jié)構(gòu)形式和基本動(dòng)作方式可歸結(jié)為直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種。2.溢流閥的結(jié)構(gòu)和工作原理(1)直動(dòng)式溢流閥

依靠系統(tǒng)中的壓力油直接作用在閥芯上與彈簧力等相平衡，以控制閥芯的啟閉動(dòng)作。P是進(jìn)油口,T是回油口,進(jìn)口壓力油經(jīng)閥芯4中間的阻尼孔作用在閥芯的底部端面上,當(dāng)進(jìn)油壓力較小時(shí),閥芯在彈簧2的作用下處于下端位置,將P和T兩油口隔開(kāi)。當(dāng)油壓力升高,在閥芯下端所產(chǎn)生的作用力超過(guò)彈簧的壓緊力F。此時(shí),閥芯上升,閥口被打開(kāi),將多余的油液排回油箱。1-螺母2-調(diào)壓彈簧3-上蓋4-閥芯5-閥體閥芯上的阻尼孔用來(lái)對(duì)閥芯的動(dòng)作產(chǎn)生阻尼,以提高閥的工作平衡性常用溢流閥按其結(jié)構(gòu)形式和基本動(dòng)作方式可歸結(jié)為直118當(dāng)系統(tǒng)壓力升高時(shí),閥芯上升,閥口通流面積增加,溢流量增大,進(jìn)而使系統(tǒng)壓力下降。溢流閥內(nèi)部通過(guò)閥芯的平衡和運(yùn)動(dòng)構(gòu)成的這種負(fù)反饋?zhàn)饔檬瞧涠▔鹤饔玫幕驹?也是所有定壓閥的基本工作原理。被控壓力彈簧壓縮量改變閥口通流面積和系統(tǒng)溢流量改變當(dāng)系統(tǒng)壓力升高時(shí),閥芯上升,閥口通流面積增加,溢流量119直動(dòng)式錐形溢流閥1-偏流盤(pán)2-錐閥3-活塞在錐閥的下部有一阻尼活塞3,活塞的側(cè)面銑扁,以便將壓力油引到活塞底部,該活塞除了能增加運(yùn)動(dòng)阻尼以提高閥的工作穩(wěn)定性外,還可以使錐閥導(dǎo)向而在開(kāi)啟后不會(huì)傾斜。此外,錐閥上部有一個(gè)偏流盤(pán)1,盤(pán)上的環(huán)形槽用來(lái)改變液流方向,一方面以補(bǔ)償錐閥2的液動(dòng)力；另一方面由于液流方向的改變,產(chǎn)生一個(gè)與彈簧力相反方向的射流力,當(dāng)通過(guò)溢流閥的流量增加時(shí),雖然因錐閥閥口增大引起彈簧力增加,但由于與彈簧力方向相反的射流力同時(shí)增加,結(jié)果抵消了彈簧力的增量,有利于提高閥的通流流量和工作壓力。直動(dòng)式錐形溢流閥在錐閥的下部有一阻尼活塞3,活塞的側(cè)面銑扁,1202.先導(dǎo)式溢流閥

油液從進(jìn)油口P進(jìn)入,經(jīng)阻尼孔3到達(dá)主閥彈簧腔,并作用在先導(dǎo)閥錐閥芯上。當(dāng)進(jìn)油壓力不高時(shí),液壓力不能克服先導(dǎo)閥的彈簧阻力,先導(dǎo)閥口關(guān)閉,閥內(nèi)無(wú)油液流動(dòng),這時(shí)主閥芯因前后腔油壓相同,故被主閥彈簧壓在閥座上,P和T口隔斷,無(wú)溢流；當(dāng)進(jìn)油壓力升高到先導(dǎo)閥彈簧的預(yù)調(diào)壓力時(shí),先導(dǎo)閥口打開(kāi),壓力油就可通過(guò)阻尼孔、經(jīng)導(dǎo)閥、回油口T流回油箱。這時(shí)油液流過(guò)阻尼孔3,產(chǎn)生壓力損失,使主閥芯兩端形成了壓力差。主閥芯在此壓差作用下克服彈簧阻力向上移動(dòng),使進(jìn)、回油口連通,達(dá)到溢流穩(wěn)壓的目的。2.先導(dǎo)式溢流閥油液從進(jìn)油口P進(jìn)入,經(jīng)阻尼孔3到達(dá)主閥彈121先導(dǎo)式溢流閥的閥體上有一個(gè)遠(yuǎn)程控制口K,如果將K口接到另一個(gè)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥(其結(jié)構(gòu)和主閥的先導(dǎo)閥一樣),調(diào)節(jié)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的彈簧力，即可調(diào)節(jié)溢流閥主閥芯上端的液壓力，從而對(duì)溢流閥的溢流壓力實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓。遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的調(diào)節(jié)壓力要小于溢流閥本身先導(dǎo)閥的調(diào)定壓力，否則遠(yuǎn)程調(diào)壓閥將處于不工作狀態(tài)。通過(guò)一個(gè)電磁換向閥使遠(yuǎn)控口分別與一個(gè)(或多個(gè))遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的入口連接，即可實(shí)現(xiàn)二級(jí)(或多級(jí))調(diào)壓。先導(dǎo)式溢流閥的閥體上有一個(gè)遠(yuǎn)程控制口K,如果將K口接到另一個(gè)122溢流閥的性能包括溢流閥的靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能。3.溢流閥的性能(1)靜態(tài)性能

1)壓力調(diào)節(jié)范圍調(diào)壓彈簧在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí)，系統(tǒng)壓力能平穩(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。

2)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(chēng)為卸荷壓力。溢流閥的性能包括溢流閥的靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能。3.溢流閥的性1233)啟閉特性溢流閥在穩(wěn)態(tài)情況下從開(kāi)啟到閉合的過(guò)程中,被控壓力與通過(guò)溢流閥的溢流量之間的關(guān)系。它是衡量溢流閥定壓精度的一個(gè)重要指標(biāo),一般用溢流閥處于額定流量、調(diào)定壓力ps時(shí),開(kāi)始溢流的開(kāi)啟壓力pk及停止溢流的閉合壓力pB分別與ps的百分比來(lái)衡量,前者稱(chēng)為開(kāi)啟比pk,后者稱(chēng)為閉合比ps,即:

兩個(gè)百分比越大,則兩者越接近,溢流閥的啟閉特性就越好。

≥90%≥85%3)啟閉特性溢流閥在穩(wěn)態(tài)情況下從開(kāi)啟到閉合的過(guò)程中,被控124當(dāng)溢流閥在溢流量由零至額定流量發(fā)生階躍變化時(shí)，它的進(jìn)口壓力，也就是它所控制的系統(tǒng)壓力，將如圖所示的那樣迅速升高并超過(guò)額定壓力的調(diào)定值，然后逐步衰減到最終穩(wěn)定壓力，從而完成其動(dòng)態(tài)過(guò)渡過(guò)程。(2)動(dòng)態(tài)性能

響應(yīng)時(shí)間,其值越小,響應(yīng)越快過(guò)渡過(guò)程時(shí)間,其值越小,動(dòng)態(tài)過(guò)渡時(shí)間越短定義最高瞬時(shí)壓力峰值與額定壓力調(diào)定值ps的差值為壓力超調(diào)量Δp,則壓力超調(diào)率Δp為：當(dāng)溢流閥在溢流量由零至額定流量發(fā)生階躍變化時(shí)，它的進(jìn)1254.2.2減壓閥減壓閥是使出口壓力(二次壓力)低于進(jìn)口壓力(一次壓力)的一種壓力控制閥。其作用是用低液壓系統(tǒng)中某一回路的油液壓力，使用一個(gè)油源能同時(shí)提供兩個(gè)或幾個(gè)不同壓力的輸出。根據(jù)減壓閥所控制的壓力不同，它可分為定值輸出減壓閥、定差減壓閥和定比減壓閥。4.2.2減壓閥減壓閥是使出口壓力(二次壓力)低于126閥不工作時(shí),閥芯在彈簧作用下處于最下端位置,閥的進(jìn)、出油口是相通的,即閥是常開(kāi)的。若出口壓力增大,使作用在閥芯下端的壓力大于彈簧力時(shí),閥芯上移,關(guān)小閥口,這時(shí)閥處于工作狀態(tài)。若忽略其他阻力,僅考慮作用在閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的條件,則可以認(rèn)為出口壓力基本上維持在某一調(diào)定值上。這時(shí)如出口壓力減小,閥芯就下移,開(kāi)大閥口,閥口處阻力減小,壓降減小,使出口壓力回升到調(diào)定值；反之,若出口壓力增大,則閥芯上移,關(guān)小閥口,閥口處阻力加大,壓降增大,使出口壓力下降到調(diào)定值。1.定值減壓閥閥不工作時(shí),閥芯在彈簧作用下處于最下端位置,閥的進(jìn)、出油口是127先導(dǎo)式減壓閥和先導(dǎo)式溢流閥主要區(qū)別如下：①減壓閥保持出口壓力基本不變,而溢流閥保持進(jìn)口壓力基本不變。②在不工作時(shí),減壓閥進(jìn)出油口互通,而溢流閥進(jìn)出油口不通。③為保證減壓閥出口壓力調(diào)定值恒定,它的導(dǎo)閥彈簧腔需通過(guò)泄油口單獨(dú)外接油箱；而溢流閥的出油口是通油箱的,所以它的導(dǎo)閥彈簧腔和泄漏油可通過(guò)閥體上的通道和出油口相通,不必單獨(dú)外接油箱。先導(dǎo)式減壓閥和先導(dǎo)式溢流閥主要區(qū)別如下：128忽略閥芯的自重和摩擦力等其他外力,閥芯上的力平衡方程為：若xR≤xc時(shí),則有：這就是減壓閥出口壓力可基本上保持定值的原因。出口處閥芯面積當(dāng)閥芯開(kāi)口xR=0時(shí)彈簧的預(yù)壓縮量忽略閥芯的自重和摩擦力等其他外力,閥芯上的力平衡方程為：129當(dāng)減壓閥進(jìn)油口壓力p1基本恒定時(shí),若通過(guò)的流量q增加,則閥口縫隙xR加大,出口壓力p2略微下降。減壓閥特性曲線(xiàn)當(dāng)減壓閥進(jìn)油口壓力p1基本恒定時(shí),若通過(guò)的流量q增加,則閥口1302.定差減壓閥定差減壓閥是使進(jìn)、出油口之間的壓力差等于或近似于不變的減壓閥。高壓油p1經(jīng)節(jié)流口減壓后以低壓p2流出，同時(shí)，低壓油經(jīng)閥芯中心孔將壓力傳至閥芯上腔，則其進(jìn)、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。只要盡量減小彈簧剛度ks和閥口開(kāi)度xR，就可使壓力差Δp近似地保持為定值。2.定差減壓閥定差減壓閥是使進(jìn)、出油口之間的壓力差等1313.定比減壓閥

定比減壓閥能使進(jìn)、出油口壓力的比值維持恒定。閥芯在穩(wěn)態(tài)時(shí)忽略穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力、閥芯的自重和摩擦力時(shí)可得到力平衡方程為：若忽略彈簧力(剛度較小),則有(減壓比)：3.定比減壓閥定比減壓閥能使進(jìn)、出油口壓力的比值維持恒132順序閥是用來(lái)控制液壓系統(tǒng)中各執(zhí)行元件動(dòng)作的先后順序。依控制壓力的不同,順序閥又可分為內(nèi)控式和外控式兩種。前者用閥的進(jìn)口壓力控制閥芯的啟閉,后者用外來(lái)的控制壓力油控制閥芯的啟閉(即液控順序閥)。順序閥也有直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種,前者一般用于低壓系統(tǒng),后者用于中高壓系統(tǒng)。5.2.3順序閥順序閥是用來(lái)控制液壓系統(tǒng)中各執(zhí)行元件動(dòng)作的先后順序。133順序閥的出油口通向系統(tǒng)的另一壓力油路,而溢流閥的出油口通油箱當(dāng)進(jìn)油口壓力p1較低時(shí),閥芯在彈簧作用下處下端位置,進(jìn)油口和出油口不相通。當(dāng)作用在閥芯下端的油液的液壓力大于彈簧的預(yù)緊力時(shí),閥芯向上移動(dòng),閥口打開(kāi),油液便經(jīng)閥口從出油口流出,從而操縱另一執(zhí)行元件或其他元件動(dòng)作。泄露口L單獨(dú)接油箱直動(dòng)式內(nèi)控順序閥順序閥的出油口通向系統(tǒng)的另一壓力油路,而溢流閥的出油口通油箱134閥芯的啟閉是利用通入控制油口K的外部控制油來(lái)控制。直動(dòng)式外控順序閥閥芯的啟閉是利用通入控制油口K的外部控制油來(lái)控制。直動(dòng)式外135

先導(dǎo)式順序閥和先導(dǎo)式溢流閥的區(qū)別如下：(1)溢流閥的進(jìn)口壓力在通流狀態(tài)下基本不變,而順序閥在通流狀態(tài)下其進(jìn)口壓力由出口壓力而定,如果出口壓力p2比進(jìn)口壓力p1低得多時(shí),p1基本不變,而當(dāng)p2增大到一定程度,p1也隨之增加，則p1=p2+Δp，Δp為順序閥上的損失壓力。(2)溢流閥為內(nèi)泄漏,而順序閥需單獨(dú)引出泄漏通道,為外泄漏。(3)溢流閥的出口必須回油箱,順序閥出口可接負(fù)載。先導(dǎo)式順序閥和先導(dǎo)式溢流閥的區(qū)別如下：136壓力繼電器是一種將油液的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的電液控制元件,當(dāng)油液壓力達(dá)到壓力繼電器的調(diào)定壓力時(shí),即發(fā)出電信號(hào),以控制電磁鐵、電磁離合器、繼電器等元件動(dòng)作,使油路卸壓、換向、執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作,或關(guān)閉電動(dòng)機(jī),使系統(tǒng)停止工作,起安全保護(hù)作用等。5.2.4壓力繼電器壓力繼電器是一種將油液的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的電液控137當(dāng)從壓力繼電器下端進(jìn)油口通入的油液壓力達(dá)到調(diào)定壓力值時(shí)，推動(dòng)柱塞1上移，此位移通過(guò)杠桿2放大后推動(dòng)開(kāi)關(guān)4動(dòng)作。改變彈簧3的壓縮量即可以調(diào)節(jié)壓力繼電器的動(dòng)作壓力。柱塞式壓力繼電器當(dāng)從壓力繼電器下端進(jìn)油口通入的油液壓力達(dá)到調(diào)定壓力值時(shí)，推動(dòng)138流量控制閥是依靠改變閥口通流面積(節(jié)流口局部阻力)的大小或通流通道的長(zhǎng)短來(lái)控制流量的液壓閥類(lèi)。常用的流量控制閥有普通節(jié)流閥、壓力補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償調(diào)速閥、溢流節(jié)流閥和分流集流閥等?！?-3流量控制閥流量控制閥是依靠改變閥口通流面積(節(jié)流口局部阻力)的1395.3.1流量控制原理及節(jié)流口形式

節(jié)流閥節(jié)流口通常有三種基本形式:薄壁小孔、細(xì)長(zhǎng)小孔和厚壁小孔。三種形式的節(jié)流口的流量q及其前后壓力差Δp的關(guān)系均可用來(lái)表示。(1)壓差對(duì)流量的影響

節(jié)流閥兩端壓差Δp變化時(shí),通過(guò)它的流量要發(fā)生變化,三種結(jié)構(gòu)形式的節(jié)流口中,通過(guò)薄壁小孔的流量受到壓差改變的影響最小。5.3.1流量控制原理及節(jié)流口