液壓與氣壓傳動(dòng)第2版 馬振福 項(xiàng)目二（單元四 五 六） 課件新

單元四液壓控制元件及根本回路任務(wù)一方向控制閥工作原理及選用1.液壓控制閥的分類2.液壓控制閥的性能要求學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解方向控制閥的各種結(jié)構(gòu)，掌握其工作原理；2.掌握三位閥的中位機(jī)能及電液換向閥的工作原理。1/19/20231作用：是只允許液流單方向流動(dòng)，不允許反向倒。

結(jié)構(gòu)形式：直通式單向閥為管式連接。直角式單向閥為板式連接。

《管式聯(lián)接單向閥》《板式聯(lián)接單向閥》《圖形符號(hào)》一、單向閥1.普通單向閥〔簡(jiǎn)稱單向閥〕1/19/20232

當(dāng)壓力油從口流入時(shí)，克服彈簧力使閥心右移，閥口開啟，油液經(jīng)閥口、閥芯上的徑向孔ａ和軸向孔ｂ，從口流出。若油液從流口入時(shí)，在油壓和彈簧作用下，將閥心錐面緊壓在閥座上，閥口關(guān)閉，使油液不能通過(guò)。工作原理：一般單向閥的開啟壓力為〔0.03～0.05〕MPa。2.液控單向閥

構(gòu)成：由單向閥和微型液壓缸組成。1/19/20233工作原理：當(dāng)控制口C不通壓力油時(shí)，其工作和普通單向閥一樣。注意：C口通入的控制油壓力最小須為主油路壓力的30%～50%

當(dāng)控制口C通壓力油時(shí)，控制活塞1右側(cè)a腔通泄油口，在油液壓力作用下活塞向右移動(dòng)，推動(dòng)頂桿2頂開閥心3，使油口到及到均能接通。1/19/20234表2-5換向閥的分類分

類

方

法

型

式按閥芯結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)方式滑閥、轉(zhuǎn)閥、錐閥等按閥的工作位置數(shù)和通路數(shù)二位二通、二位三通、二位四通、二位五通、三位四通、三位五通等按閥的操縱方式手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)、電液動(dòng)等按閥的安裝方式管式、板式、法蘭式等1．換向閥的分類二、換向閥1/19/20235

換向閥是利用閥心與閥體的相對(duì)位置改變使油路接通，切斷或變換油流的方向，從而實(shí)現(xiàn)液壓執(zhí)行元件的啟動(dòng)、停止或變換方向。

2.換向閥的換向原理1/19/20236滑閥閥心是一個(gè)具有多段環(huán)槽的圓柱體，而閥體孔內(nèi)有假設(shè)干條沉割槽。每條沉割槽都通過(guò)相應(yīng)的孔道與外部相通，其P口為進(jìn)油口，T口為回油口，A口和B口分別接執(zhí)行元件的兩腔。當(dāng)閥心在外力作用下處于圖ｂ工作位置時(shí)，四個(gè)油口互不通，液壓缸兩腔均不通壓力油，處于停車位置狀態(tài)。

假設(shè)使閥心右移，如圖ａ所示，Ｐ口和Ａ口相通，B口和T口相通，壓力油經(jīng)P、A油口進(jìn)入液壓缸左腔，液壓缸右腔的油液經(jīng)B、T油口回油箱，活塞向右運(yùn)動(dòng)。

反之，假設(shè)使閥心左移，如圖ｃ所示，Ｐ口和Ｂ口相通，Ａ口和T口相通，活塞向左運(yùn)動(dòng)。工作原理：

1/19/20237

(2)圖形符號(hào)

一個(gè)換向閥完整的圖形符號(hào)應(yīng)表示出其操縱方式、復(fù)位方式和定位方式等內(nèi)容，換向閥的圖形符號(hào)含義說(shuō)明：〔1〕用方格數(shù)表示閥的工作位置數(shù)，有幾個(gè)方格表示幾“位“?！?〕在一個(gè)方格內(nèi)，箭頭或堵塞符號(hào)“丅〞、“丄〞與方格的交點(diǎn)數(shù)為油口通路數(shù)；箭頭表示兩油口相通，并不一定表示實(shí)際流向，“丅〞和“丄〞表示油口截止?！?〕Ｐ表示進(jìn)油口，Ｔ表示回油口，Ａ和Ｂ表示連接其它兩個(gè)工作油路的油口?！?〕控制方式和復(fù)位彈簧的符號(hào)畫在方格的兩側(cè)?！?〕三位閥的中位，二位閥靠近彈簧的那一位為常態(tài)位。1/19/202383.常態(tài)和中位機(jī)能

(1)常態(tài)

當(dāng)換向閥沒(méi)有操縱力的作用處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)稱為常態(tài)。對(duì)于二位換向閥靠有彈簧的那一位為常態(tài)。(2)中位機(jī)能對(duì)于三位的換向閥，其常態(tài)為中間位置，各油口的連通方式表達(dá)了換向閥的不同控制機(jī)能，稱之為中位機(jī)能。1/19/202394.幾種常見(jiàn)的換向閥〔1〕手動(dòng)換向閥手動(dòng)換向閥是利用杠桿來(lái)改變閥心位置實(shí)現(xiàn)換向的。1/19/202310推動(dòng)手柄向右，閥心移至左位，Ｐ口與Ａ口相通，Ｂ口與Ｔ口經(jīng)閥心內(nèi)的徑向孔和軸向孔相通；推動(dòng)手柄向左，閥心移至右位，Ｐ口與Ｂ口、Ａ口與Ｔ口相通，從而實(shí)現(xiàn)換向。手一離開手柄，閥心在彈簧力作用下自動(dòng)復(fù)位到中位，油口Ｐ、Ａ、Ｂ、Ｔ全部封閉。應(yīng)用：適用于動(dòng)作頻繁，工作持續(xù)時(shí)間短的場(chǎng)合。操作較平安。圖a所示為自動(dòng)復(fù)位式手動(dòng)換

定位槽數(shù)由閥的工作位數(shù)決定，當(dāng)手柄板動(dòng)閥心時(shí)，閥心可借助彈簧和鋼球保持在左、中、右任何一個(gè)位置上定位。當(dāng)松開手柄后，閥心仍保持在所需要的工作位置上。應(yīng)用：需保持工作狀態(tài)時(shí)間較長(zhǎng)的情況。圖b所示為鋼球定位式換向閥定位局部結(jié)構(gòu)1/19/202311機(jī)動(dòng)換向閥是由行程擋塊或凸輪推動(dòng)閥心實(shí)現(xiàn)換向的?！抖欢C(jī)動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)》《圖形符號(hào)》〔2〕機(jī)動(dòng)換向閥(又稱行程閥)

在常態(tài)位時(shí)，Ｐ口與Ａ口不通；當(dāng)固定在運(yùn)動(dòng)部件上的擋塊壓下滾輪時(shí)，閥心右移，Ｐ口與A口相通。工作原理：1/19/202312《三位四通電磁換向閥外形》

電磁換向閥是利用電磁鐵的推力使閥心移動(dòng)實(shí)現(xiàn)換向的。

電磁鐵按使用的電源不同分交流：使用電壓為220Ｖ或380Ｖ

直流：使用電壓為24Ｖ或36Ｖ

[按電磁鐵鐵心是否浸在油里又可分

[干式

濕式

電磁閥的優(yōu)點(diǎn)：

動(dòng)作迅速，操作方便，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，〔3〕電磁換向閥1/19/202313①二位三通電磁換向閥工作原理：

當(dāng)電磁鐵不通電時(shí)，Ｐ口與A口相通，Ｂ口斷開；當(dāng)電磁鐵通電時(shí)，推桿1將閥心2推向右端，Ｐ口與Ｂ相通，Ａ口斷開。1/19/202314②三位四通電磁換向閥1/19/202315當(dāng)兩邊電磁鐵均不通電時(shí)，閥心在對(duì)中彈簧作用下處于中位，油口Ｐ、Ａ、Ｂ、Ｔ均不相通；當(dāng)左邊電磁鐵通電，鐵心9通過(guò)推桿6將閥心推至右位，那么油口Ｐ與Ａ相通，Ｂ與Ｔ相通；當(dāng)右邊電磁鐵通電時(shí)，閥心被推至左位，油口Ｐ與Ｂ相通，Ａ與Ｔ相通。因此，通過(guò)控制左、右電磁鐵通、斷電，就可以控制液流的方向，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的換向。

工作原理：1/19/202316〔4〕液動(dòng)換向閥

液動(dòng)換向閥是利用系統(tǒng)中控制油路的壓力油來(lái)改變閥心位置的換向閥。

1/19/202317

當(dāng)閥心兩端控制油口Ｃ1、Ｃ2都不通入壓力油時(shí)，閥心在兩端彈簧力的作用下處于中位，油口Ｐ、Ａ、Ｂ、Ｔ互不相通；當(dāng)Ｃ1口接通壓力油，Ｃ2口接通回油時(shí)，閥心右移，此時(shí)Ｐ與Ａ接通，Ｂ與Ｔ接通；當(dāng)Ｃ2口接通壓力油，Ｃ1口接通回油時(shí)，閥心左移，此時(shí)Ｐ與Ｂ接通，Ａ與Ｔ接通。

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠，換向平穩(wěn)，液壓驅(qū)動(dòng)力大。應(yīng)用：

用于流量大的系統(tǒng)中。

工作原理：1/19/202318構(gòu)成：

電液換向閥是由電磁換向閥和液動(dòng)換向閥組合而成。

電磁換向閥起先導(dǎo)作用，用來(lái)改變液動(dòng)換向閥的控制油路的方向，稱為先導(dǎo)閥；液動(dòng)換向閥實(shí)現(xiàn)主油路的換向，稱為主閥?！?〕電液換向閥《電液換向閥外形》1/19/202319

工作原理：

1YA通電，電磁閥心5向右移動(dòng)，來(lái)自主閥Ｐ口或外接油口P‘的控制壓力油經(jīng)先導(dǎo)電磁閥的Ａ’口和左單向閥2進(jìn)入主閥左端，推動(dòng)主閥心1向右移動(dòng)，主閥右端控制油液通過(guò)右邊節(jié)流閥7經(jīng)先導(dǎo)閥的Ｂ‘口和Ｔ’口流回油箱，使主閥油口Ｐ與Ａ相通，Ｂ與Ｔ相通。1/19/2023202YA通電，使電磁閥閥心5向左移動(dòng)，主閥右端油腔進(jìn)控制壓力油，左端油腔的油液經(jīng)左邊節(jié)流閥3回油箱，使主閥閥心1向左移動(dòng)，那么油口Ｐ與Ｂ相通，Ａ與Ｔ相通。

閥體內(nèi)的節(jié)流閥可用來(lái)調(diào)節(jié)主閥心的移動(dòng)速度，使其換向平穩(wěn)，無(wú)沖擊。

特點(diǎn)：電液換向閥綜合了電磁閥和液動(dòng)閥的優(yōu)點(diǎn)，具有控制方便，換向平穩(wěn)，無(wú)沖擊；適用流量大的系統(tǒng)。1/19/202321

必須注意:①當(dāng)主閥為彈簧對(duì)中型時(shí)，先導(dǎo)電磁閥的中位機(jī)能必須保證先導(dǎo)閥處于中位時(shí)，液動(dòng)閥兩端的控制油路卸荷〔如電磁閥Ｙ型中位機(jī)能〕，否那么液動(dòng)閥無(wú)法回到中位。②控制壓力油可來(lái)自主油路的Ｐ口〔內(nèi)控式〕，也可以另設(shè)獨(dú)立油源〔外控式〕。當(dāng)采用內(nèi)控式，主油路又有卸荷要求時(shí)，必須在Ｐ口安裝一預(yù)控壓力閥，以保證最低的控制壓力。當(dāng)采用外控時(shí)，獨(dú)立油源的流量不得小于主閥最大流量的15％，以保證換向時(shí)間的要求。1/19/202322

換向閥互相代用練習(xí)

在大多數(shù)情況下，多通閥通過(guò)堵塞油口的方法可以當(dāng)少通閥使用。例如將二位四通換向閥的A口或B口用油堵堵上，即可得到二位三通換向閥.

《二位四通換向閥替代二位三通換向閥》

1/19/202323〔1〕用二位四通閥替代二位三通和二位二通閥使用，畫一畫以下圖的油路連接。

練一練1/19/202324〔2〕二位五通換向閥能否當(dāng)二位四通閥用嗎？如能實(shí)現(xiàn)二位四通的同等功能，畫一畫以下圖的油路連接。1/19/202325想一想

對(duì)于彈簧對(duì)中型的電液換向閥，其電磁先導(dǎo)閥為什么通常采用Y型中位機(jī)能？1/19/202326學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.熟悉和掌握方向回路的結(jié)構(gòu)組成及工作原理；2.掌握各種換向回路的功能，學(xué)會(huì)合理選用換向回路。根本回路是由一些液壓元件組成的，用來(lái)完成特定功能的典型油路。一般可分為：壓力控制回路，速度控制回路，方向控制回路及多執(zhí)行元件控制回路。

方向控制回路是控制液壓執(zhí)行元件起動(dòng)、停止和換向作用的回路。

任務(wù)二方向控制回路組成原理及油路連接

1/19/202327一、換向回路

運(yùn)動(dòng)部件的換向，一般可采用各種換向閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。

對(duì)于依靠重力或彈簧力回程的單作用液壓缸，可以采用二位三通換向閥使其換向。1/19/2023281．換向回路中換向閥的選擇〔1〕位數(shù)和通路數(shù)的選擇〔2〕換向閥操縱方式的選擇

二、鎖緊回路

功能：是通過(guò)切斷執(zhí)行元件的進(jìn)油、回油通道來(lái)使它停留在任意位置，并防止停止運(yùn)動(dòng)后因外力作用而發(fā)生移動(dòng)。

實(shí)現(xiàn)鎖緊的方法有：〔1〕采用O型或M型中位機(jī)能的三位換向閥。由于滑閥的泄漏，不能長(zhǎng)時(shí)間保持停止位置不動(dòng)，鎖緊精度不高。1/19/202329由于液控單向閥的密封性好，泄漏少，可較長(zhǎng)時(shí)間鎖緊。鎖緊精度只受液壓缸的泄漏和油液壓縮性的影響。

應(yīng)用：常用于工程機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械和飛機(jī)起落架的收放油路上?！?〕采用液控單向閥〔又稱液壓鎖〕作鎖緊元件。1/19/202330想一想〔1〕試分析以下四種換向回路哪些回路能正常工作？其理由是什么？

換向回路練習(xí)1/19/202331〔2〕圖示鎖緊回路。為什么要求換向閥的中位機(jī)能為H型或Y型？假設(shè)采用M型會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題？1/19/202332任務(wù)三壓力控制閥工作原理及選用學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.了解壓力控制閥的各種結(jié)構(gòu)，掌握其工作原理；2.掌握各種壓力閥的功能。

控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)油液壓力或利用液壓力作為信號(hào)控制其它元件動(dòng)作的閥稱為壓力控制閥。如溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器等。

壓力控制閥的共同特點(diǎn)是：利用作用在閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的原理進(jìn)行工作。1/19/202333一、溢流閥

溢流閥是通過(guò)其閥口的溢流，使被控系統(tǒng)或回路的壓力維持恒定，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、調(diào)壓或限壓作用。1/19/2023341.直動(dòng)式溢流閥的結(jié)構(gòu)和工作原理當(dāng)進(jìn)油壓力較低，向上的液壓力缺乏以克服彈簧的預(yù)緊力時(shí)，閥心處于最下端位置，將Ｐ和Ｔ兩油口隔開，閥處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)口壓力升高，在閥心下端產(chǎn)生的作用力超過(guò)彈簧的預(yù)緊力時(shí)，閥心上移，閥口被翻開，將多余的油液由Ｐ口經(jīng)Ｔ口排回油箱，溢流閥溢流。被控制的油液壓力就不再升高，使閥心處于某一平衡位置。1/19/202335設(shè)進(jìn)口壓力為，閥心端面積為Ａ，彈簧力為，若忽略閥心自重和摩擦力，則閥心的受力平衡方程為則閥心上的阻尼孔ｇ對(duì)閥芯的運(yùn)動(dòng)起到阻尼作用，可防止閥心產(chǎn)生振動(dòng)，提高閥的工作穩(wěn)定性。應(yīng)用：適用于系統(tǒng)壓力較低、流量不大的場(chǎng)合。特點(diǎn)：直動(dòng)式溢流閥所控制的壓力隨流量的變化較大，而且調(diào)節(jié)費(fèi)力。

工作原理：直動(dòng)式溢流閥是利用液壓力直接和彈簧力相平衡的原理來(lái)進(jìn)行壓力控制的。由公式可見(jiàn)：1/19/202336組成[先導(dǎo)閥：小規(guī)格的錐閥，其內(nèi)的彈簧為調(diào)壓彈簧，用來(lái)調(diào)定主閥的溢流壓力。主閥：用于控制主油路的溢流，其內(nèi)的彈簧為平衡彈簧。

當(dāng)系統(tǒng)壓力低于先導(dǎo)閥調(diào)定壓力時(shí)，先導(dǎo)閥關(guān)閉，此時(shí)沒(méi)有油液經(jīng)過(guò)阻尼孔e流動(dòng)，主閥心上下兩腔壓力相等，主閥在彈簧4的作用下處于最下端位置，進(jìn)油口Ｐ與回油口Ｔ不相通。2.先導(dǎo)式溢流閥的結(jié)構(gòu)和工作原理1/19/202337當(dāng)系統(tǒng)壓力升高，作用在先導(dǎo)閥心上液壓力大于其調(diào)定壓力時(shí)，先導(dǎo)閥被打開，主閥上腔的壓力油經(jīng)先導(dǎo)閥開口、回油口Ｔ流回油箱。這時(shí)有壓力油經(jīng)主閥心上阻尼孔流動(dòng)，因而就產(chǎn)生了壓力降，使主閥心上腔的壓力低于下腔的壓力。當(dāng)此壓力差對(duì)主閥心所產(chǎn)生作用力超過(guò)彈簧力時(shí)，閥心被抬起，進(jìn)油口Ｐ和回油口Ｔ相通，實(shí)現(xiàn)了溢流作用。調(diào)節(jié)螺母1可調(diào)節(jié)調(diào)壓彈簧2的預(yù)緊力，從而調(diào)定了系統(tǒng)的壓力。當(dāng)溢流閥起溢流、穩(wěn)壓作用時(shí)，不計(jì)閥心自重和摩擦力，作用于主閥心上的力平衡方程為1/19/202338

工作原理：先導(dǎo)式溢流閥是利用主閥上下兩端的壓力差所形成的用力和彈簧力相平衡的原理進(jìn)行壓力控制的。

特點(diǎn)：調(diào)壓比較輕便。先導(dǎo)式溢流閥工作時(shí)振動(dòng)小，噪聲低，壓力穩(wěn)定，但反響不如直動(dòng)式溢流閥快。應(yīng)用：適用于中、高壓系統(tǒng)。Ｙ型溢流閥公稱壓力為6.3ＭPa。由公式可見(jiàn)：1/19/202339

〔1〕壓力調(diào)節(jié)范圍指溢流閥在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí)，閥的輸出壓力能平穩(wěn)地升降，無(wú)壓力突跳或遲滯現(xiàn)象。

（2）啟閉特性指溢流閥在某一調(diào)定壓力下工作時(shí)，其溢流量變化與閥進(jìn)口壓力之間的變化關(guān)系。一般用溢流閥處于額定流量、調(diào)定壓力時(shí)，開始溢流的開啟壓力及停止溢流的閉合壓力分別與比值來(lái)衡量。

開啟比、閉合比越大，或調(diào)壓偏差越小，閥的性能越好。3．溢流閥的主要性能1/19/202340〔3〕卸荷壓力當(dāng)將先導(dǎo)式溢流閥遙控口接油箱，其主閥閥口開度最大，液壓泵處于卸荷狀態(tài)時(shí)，溢流閥的進(jìn)口與出口壓力之差，稱為卸荷壓力?！?〕壓力損失當(dāng)調(diào)壓彈簧全部放松,閥通過(guò)額定流量時(shí),溢流閥的進(jìn)口壓力與出口壓力之差稱為壓力損失。壓力損失略高于卸荷壓力?！?〕壓力超調(diào)量如下圖，當(dāng)溢流閥由卸荷狀態(tài)突然向額定壓力工況轉(zhuǎn)變或由零流量狀態(tài)向額定壓力、額定流量工況轉(zhuǎn)變時(shí)，由于溢流閥閥心動(dòng)作緩慢，引起閥的進(jìn)口壓力迅速升高到某一峰值，閥口翻開，開始溢流，接著壓力逐漸衰減、振蕩，最后穩(wěn)定在調(diào)定壓力上。1/19/202341壓力超調(diào)量：峰值壓力與調(diào)定壓力之差。

即越小，說(shuō)明閥的靈敏度越高，一般溢流閥的壓力超調(diào)量不得大于額定壓力的30％，否則會(huì)發(fā)生元件損壞，管道破裂或使一些元件產(chǎn)生誤動(dòng)作。想一想〔1〕假設(shè)先導(dǎo)式溢流閥主閥心上阻尼孔堵塞了溢流閥會(huì)出現(xiàn)什么故障？假設(shè)先導(dǎo)閥座上的進(jìn)油小孔堵塞了，又會(huì)出現(xiàn)什么故障？〔2〕假設(shè)先導(dǎo)式溢流閥主閥心上阻尼孔脫落到主閥心上腔或未裝阻尼孔，在使用中會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題？1/19/202342〔1〕調(diào)壓溢流在采用定量泵供油的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，泵的一部油液進(jìn)入液壓缸，而多余的油液從溢流閥溢回油箱。溢流閥處于其調(diào)定壓力下的常開狀態(tài)，液壓泵的工作壓力決定于溢流閥的調(diào)整壓力，且根本保持恒定。4．溢流閥的應(yīng)用1/19/202343〔2〕平安保護(hù)采用變量泵供油，系統(tǒng)內(nèi)無(wú)多余的油液需溢流，泵的工作壓力由負(fù)載決定，用溢流閥限制系統(tǒng)的最高壓力。

系統(tǒng)在正常工作狀態(tài)下，溢流閥閥口關(guān)閉，當(dāng)系統(tǒng)過(guò)載時(shí)才翻開，以保證系統(tǒng)的平安，故稱其為平安閥。1/19/202344〔3〕使泵卸荷

用二位二通換向閥將先導(dǎo)式溢流閥的遙控口C和油箱接通，當(dāng)電磁鐵1YA通電時(shí)，溢流閥遙控口C通油箱，這時(shí)溢流閥閥口全開，泵輸出的油液全部回油箱，使液壓泵卸荷，以減少功率損耗。1/19/202345〔4〕作背壓閥

將溢流閥設(shè)置在回油路上，可產(chǎn)生背壓，提高運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。這種用途的閥可稱為背壓閥。1/19/202346二、減壓閥

減壓閥是一種利用液流通過(guò)縫隙產(chǎn)生壓力降的原理，使出口壓力低于進(jìn)口壓力的壓力控制閥。

1．結(jié)構(gòu)和工作原理

減壓閥的主要組成局部與溢流閥相同，外形也相似。但它們?cè)谙到y(tǒng)中所起的作用不同，其具體結(jié)構(gòu)是有差異的。下面根據(jù)它們的結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行分析比較：直動(dòng)式減壓閥先導(dǎo)式減壓閥減壓閥分[1/19/202347?先導(dǎo)式溢流閥??先導(dǎo)式減壓閥?1/19/2023483〕控制閥口開啟的油液：溢流閥來(lái)自進(jìn)口油壓，保證進(jìn)口壓力恒定；減壓閥來(lái)自出口油壓，保證出口壓力恒定。

4〕溢流閥導(dǎo)閥彈簧腔的油液在閥體內(nèi)引至回油口〔內(nèi)泄式〕：減壓閥其出口油液接通執(zhí)行元件，因此泄漏油需單獨(dú)引回油箱〔外泄式〕。1〕主閥心結(jié)構(gòu)不同：溢流閥主閥心有兩個(gè)臺(tái)肩，而減壓閥主閥心有三個(gè)臺(tái)肩；2〕在常態(tài)下：溢流閥進(jìn)、出口是常閉的，減壓閥是常開的；1/19/202349先導(dǎo)式減壓閥也是由先導(dǎo)閥和主閥兩局部組成，由先導(dǎo)閥調(diào)壓，主閥減壓。工作過(guò)程中，減壓閥的開口能隨進(jìn)口壓力的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)，因此能自動(dòng)保持出口壓力恒定。工作原理：1/19/202350

如果由于干擾使進(jìn)口壓力升高，在主閥心未來(lái)得及反應(yīng)時(shí)也升高，使主閥心上移，減壓口關(guān)小，壓力降增大，出口壓力又下降，使主閥心在新的位置上達(dá)到平衡，出口壓力基本維持不變。當(dāng)負(fù)載較小，出口壓力低于調(diào)定壓力時(shí)，導(dǎo)閥關(guān)閉，由于阻尼孔9沒(méi)有油液流動(dòng)，主閥芯上、下兩腔油壓相等，主閥心在彈簧作用下處于最下端，減壓閥口全開，不起減壓作用。當(dāng)出口油壓超過(guò)調(diào)定壓力時(shí)，導(dǎo)閥被打開，因阻尼孔的降壓作用，使主閥上下兩腔產(chǎn)生壓力差（），主閥心在壓力差作用下克服彈簧力向上移動(dòng)，減壓閥口減小，起減壓作用。當(dāng)出口壓力下降到調(diào)定值時(shí)，導(dǎo)閥心和主閥心同時(shí)處于受力平衡，出口壓力穩(wěn)定不變，等于調(diào)定壓力。

1/19/202351

2．減壓閥的應(yīng)用《減壓回路》液壓泵的供油壓力根據(jù)主系統(tǒng)的負(fù)載要求由溢流閥1調(diào)定，夾緊缸所需的壓力由減壓閥2調(diào)節(jié)。單向閥的作用：

當(dāng)主油路壓力低于減壓閥的調(diào)定值時(shí)，防止夾緊缸的壓力受其干擾，使夾緊油路和主油路隔開，實(shí)現(xiàn)短時(shí)間保壓。減壓回路的功用：使系統(tǒng)中某一支路上獲得比溢流閥的調(diào)定壓力低，且穩(wěn)定的工作壓力。1/19/2023521〕為確保平安，減壓回路中的換向閥可選用帶定位式的電磁換向閥，如用普通電磁換向閥應(yīng)設(shè)計(jì)成斷電夾緊。2〕為使減壓回路可靠地工作，減壓閥的最低調(diào)整壓力不應(yīng)小于0.5ＭPａ,最高調(diào)整壓力至少應(yīng)比系統(tǒng)壓力低一定的數(shù)值，中壓系統(tǒng)約低0.5ＭPａ，中高壓系統(tǒng)約低1ＭPａ。3〕當(dāng)減壓回路中的執(zhí)行元件需要調(diào)速時(shí)，調(diào)速元件應(yīng)放在減壓閥的后面，以免減壓閥的泄漏口流回油箱的油液對(duì)執(zhí)行元件的速度產(chǎn)生影響。

設(shè)計(jì)減壓回路時(shí)應(yīng)注意：如果減壓閥的出口被堵住后，減壓閥處于何種工作狀態(tài)？想一想1/19/202353三、順序閥

順序閥：以壓力作為控制信號(hào)，自動(dòng)接通或切斷某油路的壓力閥。常用來(lái)控制液壓系統(tǒng)各執(zhí)行元件動(dòng)作的先后順序。

按控制方式分[內(nèi)控式順序閥（簡(jiǎn)稱順序閥）外控式順序閥（稱液控式順序閥）按結(jié)構(gòu)形式分[直動(dòng)式：用于低壓系統(tǒng)先導(dǎo)式：用于中高壓系統(tǒng)1.結(jié)構(gòu)和工作原理順序閥的結(jié)構(gòu)和工作原理與溢流閥相似。

1/19/202354《先導(dǎo)式順序閥》《直動(dòng)式順序閥》

1/19/202355當(dāng)進(jìn)口壓力低于調(diào)定壓力時(shí)，閥口關(guān)閉，當(dāng)進(jìn)口壓力超過(guò)調(diào)定壓力時(shí)，進(jìn)、出油口接通，出口壓力油使其后面的執(zhí)行元件動(dòng)作。出口油路的壓力由負(fù)載決定，因此它的泄油口需要單獨(dú)接回油箱。

假設(shè)將順序閥的下蓋旋轉(zhuǎn)90°或180°安裝，去掉外控口Ｃ的螺塞，并從外控口Ｃ引入控制壓力油來(lái)控制閥口的啟閉，這種閥稱為液控順序閥，圖形符號(hào)見(jiàn)直動(dòng)順序閥圖ｃ〕。液控順序閥閥口的開啟和閉合與閥的主油路進(jìn)口壓力無(wú)關(guān)，而只決定于外控口Ｃ引入的控制壓力。

假設(shè)將順序閥的上蓋旋轉(zhuǎn)90°或180°安裝，使泄油口Ｌ與出油口相通，并將外泄口Ｌ堵死，便成為外控內(nèi)泄式順序閥，閥出口接油箱，常用于使泵卸荷，故稱為卸荷閥，圖形符號(hào)見(jiàn)直動(dòng)順序閥ｄ〕。1/19/202356

2.用順序閥的應(yīng)用

定位夾緊回路工作過(guò)程：

《定位夾緊回路》當(dāng)換向閥在圖示位置時(shí)，液壓油進(jìn)入Ａ缸上腔，推動(dòng)活塞下行完成定位動(dòng)作，定位完成后，油壓升高到達(dá)順序閥的調(diào)定壓力時(shí)，順序閥翻開，壓力油進(jìn)入Ｂ缸上腔，推動(dòng)活塞下行，完成夾緊動(dòng)作。當(dāng)電磁鐵通電換向閥換向后，兩個(gè)液壓缸可同時(shí)返回。1/19/202357用順序閥控制的順序動(dòng)作回路的可靠性，在很大程度上取決于順序閥的性能及其壓力調(diào)整值。順序閥的調(diào)整壓力應(yīng)比先動(dòng)作的液壓缸的工作壓力高10％~15％。四、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)的電液控制元件。注意：1/19/202358當(dāng)系統(tǒng)壓力到達(dá)調(diào)定壓力時(shí)，作用于柱塞上的液壓力克服彈簧力，柱塞向上移動(dòng)，通過(guò)頂桿2使微動(dòng)開關(guān)4的觸點(diǎn)閉合，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，起到平安保護(hù)作用等。

工作原理：1/19/202359

判別壓力閥的種類想一想〔1〕當(dāng)壓力閥的銘牌沒(méi)有或不清楚時(shí)，不用拆卸，如何判別哪個(gè)是溢流閥、減壓閥及順序閥？〔2〕能否將溢流閥做順序閥使用？為什么？1/19/202360學(xué)習(xí)目標(biāo)

1．了解各種壓力控制回路的組成原理及功能；2．掌握各種壓力控制回路的選擇。壓力控制回路是利用壓力控制閥來(lái)控制整個(gè)液壓系統(tǒng)或局部油路的壓力，到達(dá)調(diào)壓、保壓、卸荷、減壓、增壓、平衡、等目的，以滿足執(zhí)行元件對(duì)力或力矩的要求。任務(wù)四壓力控制回路組成原理及油路連接1/19/202361一、調(diào)壓回路功用：

調(diào)定或限制液壓系統(tǒng)的最高壓力，或者使執(zhí)行元件在工作過(guò)程不同階段實(shí)現(xiàn)多級(jí)壓力轉(zhuǎn)換。當(dāng)系統(tǒng)需要隨時(shí)調(diào)整壓力時(shí)，可采用遠(yuǎn)程調(diào)壓回路，1．遠(yuǎn)程調(diào)壓回路1/19/202362溢主流閥1的調(diào)定壓力必須大于遠(yuǎn)程調(diào)壓閥2的調(diào)整壓力。

將主溢流閥1的壓力調(diào)到系統(tǒng)的最大平安壓力值，那么系統(tǒng)的壓力可由閥2遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)控制。當(dāng)主閥心上腔油壓只要到達(dá)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的調(diào)整壓力時(shí)，遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的錐閥便翻開，主閥心即可抬起溢流，其主溢流閥1的先導(dǎo)閥不翻開，此時(shí)系統(tǒng)的壓力決定于調(diào)壓閥2的調(diào)定值。

調(diào)壓原理：應(yīng)注意：1/19/2023632.多級(jí)調(diào)壓回路當(dāng)系統(tǒng)需多級(jí)壓力控時(shí)，可將主溢流閥1的遙控口通過(guò)三位四通換向閥4分別接具有不同調(diào)定壓力的調(diào)壓閥2和3，使系統(tǒng)獲得三種壓力調(diào)定值

換向閥處于中位時(shí)為系統(tǒng)的最高壓力，由主溢流閥1來(lái)調(diào)定。1/19/202364二、增壓回路當(dāng)液壓系統(tǒng)中某一支路需要壓力較高但流量又不大的壓力油時(shí)，假設(shè)采用高壓泵又不經(jīng)濟(jì)，就可采用增壓回路。

工作原理：優(yōu)點(diǎn)：利用低壓泵，獲得高壓油，節(jié)省能源損耗，而且系統(tǒng)工作可靠、噪聲小。當(dāng)換向閥處于右位時(shí)，增壓缸1輸出壓力為的壓力油進(jìn)入工作缸2；換向閥處于圖示位置時(shí)，增壓缸活塞左移，工作缸靠彈簧復(fù)位，補(bǔ)油箱3經(jīng)單向閥向增壓缸右腔補(bǔ)油。1/19/202365三、卸荷回路

在執(zhí)行元件短時(shí)間停止工作期間，不需頻繁啟停驅(qū)動(dòng)泵的電動(dòng)機(jī)，而使泵在很小的輸出功率下運(yùn)轉(zhuǎn)。流量卸荷：

使泵的流量接近于零，而壓力仍維持原來(lái)的數(shù)值。

主要用于變量泵，使泵僅為補(bǔ)償泄漏而以最小流量運(yùn)轉(zhuǎn)，此方法簡(jiǎn)單，但泵處于高壓狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，磨損較嚴(yán)重；壓力卸荷：

將泵的出口直接接回油箱，泵在零壓或接近零壓下運(yùn)轉(zhuǎn)。1/19/202366

當(dāng)閥的中位機(jī)能為M、H或K型的三位換向閥處于中位時(shí)，泵輸出的油液直接回油箱，泵即卸荷。1.用換向閥中位機(jī)能的卸荷回路1/19/202367在泵的出口設(shè)置單向閥或在電液換向閥的回油口設(shè)置背壓閥，使泵卸荷時(shí)，仍能保持0.3～0.5MPa的壓力，以保證系統(tǒng)能重新啟動(dòng)。圖ａ這種卸荷方法比較簡(jiǎn)單，但換向閥切換時(shí)壓力沖擊較大。應(yīng)用：適用于單執(zhí)行元件系統(tǒng)和流量較小的場(chǎng)合。當(dāng)系統(tǒng)流量較大時(shí)，可用電液換向閥來(lái)卸荷，如圖ｂ所示，

使用時(shí)應(yīng)注意：1/19/2023682.用二位二通換向閥的卸荷回路當(dāng)工作部件停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，二位二通換向閥通電，泵輸出的油液經(jīng)二位二通換向閥回油箱，使泵卸荷。應(yīng)用：適用于流量小于40L/ｍin的場(chǎng)合1/19/2023693.用蓄能器保壓泵卸荷的回路當(dāng)三位換向閥左位工作時(shí)，液壓缸向右運(yùn)動(dòng)夾緊工件，進(jìn)油路壓力升高至壓力繼電器調(diào)定值時(shí)，壓力繼電器發(fā)信號(hào)使二位換向閥通電，液壓泵卸荷。單向閥自動(dòng)關(guān)閉，液壓缸那么由蓄能器持續(xù)補(bǔ)油保壓。應(yīng)用：適用于保壓時(shí)間長(zhǎng)、要求功率損失小的場(chǎng)合。1/19/2023704．用壓力補(bǔ)償變量泵的卸荷回路當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)或換向閥處于中位時(shí)，液壓泵壓力升高，輸出流量減小，當(dāng)泵的壓力升高到預(yù)調(diào)的最大值時(shí)，泵的流量減小到只需補(bǔ)充液壓缸和換向閥的泄漏，回路實(shí)現(xiàn)保壓卸荷。特點(diǎn)：

此種卸荷回路屬于流量卸荷方式。從原理上講這種卸荷方式泵消耗的功率很小，但要求泵本身需要有較高的效率。1/19/202371四、平衡回路1.單向順序閥的平衡回路適當(dāng)調(diào)整順序閥的開啟壓力，當(dāng)電磁閥處于左位使活塞下行時(shí)，回路上將產(chǎn)生一定的背壓，使運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)；可防止活塞因重力而產(chǎn)生下滑。特點(diǎn)：由于順序閥和換向閥存在泄漏，活塞不可能長(zhǎng)時(shí)間停在任意位置上。應(yīng)用：于工作負(fù)載固定且活塞鎖緊精度要求不高的場(chǎng)合。1/19/2023722.用液控順序閥的平衡回路特點(diǎn)：液控順序閥的啟閉取決于控制口的油壓，回路的效率較高；當(dāng)電磁閥處于左位時(shí)，壓力油進(jìn)入液壓缸上腔，并進(jìn)入液控順序閥的控制口，翻開順序閥使背壓消失。當(dāng)電磁閥處于中位時(shí)，液壓缸上腔卸壓，使液控順序閥迅速關(guān)閉以防止活塞和工作部件因自重下降，并被鎖緊。應(yīng)用：適用于運(yùn)動(dòng)部件重量不很大，停留時(shí)間較短的系統(tǒng)1/19/202373任務(wù)五流量控制閥工作原理及選用學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.了解各流量控制閥的結(jié)構(gòu)工作原理；2.掌握各種流量控制閥的選用。

流量控制閥是靠改變閥口通流面積的大小，來(lái)調(diào)節(jié)通過(guò)閥口的流量，從而改變執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度。一、流量控制閥

1.節(jié)流口的結(jié)構(gòu)形式ａ)針閥式節(jié)流口ｂ)偏心槽式節(jié)流口ｃ)軸向三角槽式節(jié)流口ｄ)周向縫隙式節(jié)流口ｅ)軸向縫隙式節(jié)流口1/19/202374

典型節(jié)流口形式

1/19/2023752.影響節(jié)流口流量穩(wěn)定性的因素節(jié)流口基本形式：

當(dāng)小孔的長(zhǎng)度與其直徑之比時(shí)，稱為薄壁小孔；當(dāng)>4時(shí)，稱為細(xì)長(zhǎng)孔；當(dāng)0.5<時(shí)，稱為短孔。

節(jié)流閥的流量特性可用小孔流量通用公式來(lái)表示，即－孔口前后兩端壓力差；式中－由孔口的形狀、尺寸和液體性質(zhì)決定的系數(shù)；－孔口的截面積；－由孔的長(zhǎng)徑比決定的指數(shù)，薄壁孔短孔細(xì)長(zhǎng)孔

1/19/202376

影響節(jié)流口流量穩(wěn)定性的因素:〔1〕壓力差對(duì)流量的影響由公式可知，當(dāng)外負(fù)載變化時(shí)，壓力差將發(fā)生變化。通過(guò)的流量發(fā)生變化?！?〕油溫對(duì)流量的影響隨油溫變化，油液粘度將發(fā)生變化，通過(guò)的流量發(fā)生變化。〔3〕孔口形狀對(duì)流量的影響水力半徑越大節(jié)流口的抗堵塞性能越好，閥在小流量下的穩(wěn)定性越好。1/19/2023773.節(jié)流閥〔1〕節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)與工作原理

油液從進(jìn)油口進(jìn)入，經(jīng)閥心上的三角槽節(jié)流口，從出油口流出。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄可通過(guò)推桿推動(dòng)閥心作軸向移動(dòng)，改變節(jié)流口的通流面積來(lái)調(diào)節(jié)流量。1/19/202378〔2〕節(jié)流閥的應(yīng)用1〕起節(jié)流調(diào)速作用在定量泵系統(tǒng)中，節(jié)流閥與溢流閥一起組成節(jié)流調(diào)速回路。2〕起負(fù)載阻尼作用改變節(jié)流閥開口面積將改變液體流動(dòng)的阻力〔即液阻〕，節(jié)流口面積越小液阻越大。3〕起壓力緩沖作用在液流壓力容易發(fā)生突變的地方安裝節(jié)流元件，可延緩壓力突變的影響，起保護(hù)作用。1/19/202379

在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，負(fù)載變化時(shí)，引起系統(tǒng)壓力變化，進(jìn)而引起節(jié)流閥兩端壓力差也發(fā)生變化。從公式可知，通過(guò)節(jié)流閥的流量發(fā)生變化，從而使執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度不穩(wěn)定。

為解決負(fù)載變化大的執(zhí)行元件的速度穩(wěn)定性問(wèn)題，通常是對(duì)節(jié)流閥進(jìn)行壓力補(bǔ)償，即采取措施保證負(fù)載變化時(shí)，節(jié)流閥前后壓力差不變。

對(duì)節(jié)流閥的壓力補(bǔ)償方式：

(1)由定差減壓閥串聯(lián)節(jié)流閥組成為調(diào)速閥；(2)由壓差式溢流閥與節(jié)流閥并聯(lián)組成為溢流節(jié)流閥。4．調(diào)速閥1/19/202380〔1〕調(diào)速閥的工作原理1/19/202381當(dāng)減壓閥閥心在彈簧力

、液壓力

和的作用下處于某一平衡位置時(shí)（忽略摩擦力）力平衡方程為式中

－分別是ｄ、ｃ、ｂ腔內(nèi)的壓力油作用于閥心的有效面積，且故因彈簧剛度較低，且工作過(guò)程中減壓閥閥心位移較小，可以認(rèn)為彈簧力根本保持不變，故節(jié)流閥兩端壓力差也根本保持不變，從而保證了通過(guò)節(jié)流閥的流量穩(wěn)定。1/19/202382自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程：

當(dāng)負(fù)載F↑→p3↑→閥心向下移動(dòng)閥口ｈ↑→減壓作用減小→p2↑→閥芯在新的位置上到達(dá)平衡，這樣，p3↑時(shí)，p2↑其壓力差Δp=p2—p3根本保持不變；當(dāng)負(fù)載減小時(shí)，情況相似。

當(dāng)進(jìn)口壓力p1↑時(shí)，由于一開始減壓閥心來(lái)不及移動(dòng)，故在這一瞬時(shí)p2也增大，閥心因失去平衡而向上移動(dòng)，使閥口ｈ↓減小，減壓作用增強(qiáng)，又使p2減小，Δp=p2—p3仍保持不變。

總之，無(wú)論調(diào)速閥的進(jìn)、出口壓力發(fā)生怎樣變化時(shí)，由于定差減壓閥的自動(dòng)調(diào)節(jié)作用，使節(jié)流閥前后壓差總能保持不變，從而保持流量穩(wěn)定。其最小穩(wěn)定流量為0.05L/min。要使調(diào)速閥正常工作就必須保證調(diào)速閥有一個(gè)最小壓力差〔中低壓調(diào)速閥為0.5MPa，高壓調(diào)速閥為1ＭPａ〕。1/19/202383〔2〕溫度補(bǔ)償調(diào)速閥普通調(diào)速閥根本上解決了負(fù)載變化對(duì)流量的影響，但油溫變化對(duì)其流量的影響依然存在。當(dāng)油溫變化時(shí)，油的粘度隨之變化，引起流量變化。

溫度補(bǔ)償原理：在節(jié)流閥閥心和調(diào)節(jié)螺釘之間安放一個(gè)熱膨脹系數(shù)較大的聚氯乙烯推桿，當(dāng)溫度升高時(shí)，油液粘度降低，通過(guò)的流量增加，這時(shí)溫度補(bǔ)償桿伸長(zhǎng)使節(jié)流口變小，從而補(bǔ)償了溫度對(duì)流量的影響。其最小穩(wěn)定流量可達(dá)0.02L/min。1/19/202384搞清調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)原理想一想在液壓缸回路上，用減壓閥在前、節(jié)流閥在后相互串聯(lián)的方法，能否起到調(diào)速閥相同的作用，使活塞運(yùn)動(dòng)速度穩(wěn)定，而用同樣的串聯(lián)方法，在液壓缸的進(jìn)油路或旁油路上活塞運(yùn)動(dòng)速度能穩(wěn)定嗎？為什么？1/19/202385單元五速度控制回路組成原理及油路連接

速度控制回路是討論液壓執(zhí)行元件的速度的調(diào)節(jié)和速度變換的問(wèn)題。任務(wù)一調(diào)速回路的組成原理及選用學(xué)習(xí)目標(biāo)1．掌握三種節(jié)流調(diào)速及容積節(jié)流調(diào)速回路組成原理特性及選用；2．搞清容積調(diào)速回路的組成原理及特性。1/19/202386

調(diào)速是為了滿足執(zhí)行元件對(duì)工作速度的要求

液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度：

液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速：

式中q—輸入執(zhí)行元件的流量；Ａ—液壓缸的有效面積；—液壓馬達(dá)的排量。由以上兩式可知，改變輸入液壓執(zhí)行元件的流量〔或改變液壓馬達(dá)的排量〕可以到達(dá)改變速度的目的。1/19/202387

液壓系統(tǒng)的調(diào)速方法：〔1〕節(jié)流調(diào)速采用定量泵供油，由流量閥調(diào)節(jié)進(jìn)入執(zhí)行元件的流量來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的方法?！?〕容積調(diào)速采用變量泵來(lái)改變流量或改變液壓馬達(dá)的排量實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的方法?！?〕容積節(jié)流調(diào)速采用變量泵和流量閥相配合的調(diào)速方法，又稱為聯(lián)合調(diào)速。1/19/202388

一、節(jié)流調(diào)速回路

1．進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路

節(jié)流閥串聯(lián)在液壓泵和液壓缸之間。調(diào)節(jié)節(jié)流閥口的大小便能控制進(jìn)入液壓缸量，從而到達(dá)調(diào)速的目的。?速度負(fù)載特性曲線?1/19/202389〔1〕速度負(fù)載特性

液壓缸在穩(wěn)定工作時(shí)，其受力平衡方程為

－液壓缸回油腔的壓力；－液壓缸無(wú)桿腔的有效面積；－液壓缸有桿腔的有效面積；式中

－液壓缸進(jìn)油腔的壓力；

－液壓缸的負(fù)載?！?；所以若回油腔通箱，1/19/202390因液壓泵的供油壓力為定值，那么節(jié)流閥兩端的壓力差為可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。改變節(jié)流閥通流面積這種回路的調(diào)速范圍較大。、↑可知，

↓缸的運(yùn)動(dòng)速度減小。由此可知，當(dāng)調(diào)定后，液壓缸的速度

僅與負(fù)載→減小，由當(dāng)負(fù)載↑增大時(shí)，有關(guān)。1/19/202391

由速度負(fù)載特性曲線可知：

1）當(dāng)節(jié)流閥通流面積不變時(shí)，缸的運(yùn)動(dòng)速度隨負(fù)載增大而下降，因此這種回路的速度剛性較軟。2）當(dāng)一定時(shí)，重載區(qū)域比輕載區(qū)域的速度剛性差。3）當(dāng)負(fù)載不變時(shí)，小，速度剛性好?！?〕最大承載能力

在缸面積

不變，泵的供油壓力

由溢流閥調(diào)定的情況下，

該回路的最大承載能力。不隨節(jié)流閥通流面積

的改變而改變，故屬于恒推力或恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。1/19/202392〔3〕功率和效率那么回路效率為

應(yīng)用：適用于輕載、低速、負(fù)載變化不大和對(duì)速度穩(wěn)定性要求不高的小功率液壓系統(tǒng)。液壓泵的輸出功率為

＝常量，而液壓缸的輸出功率為PPPqpP=1/19/2023932．回油路節(jié)流調(diào)速回路

節(jié)流閥串聯(lián)在執(zhí)行元件的回油路上。用節(jié)流閥調(diào)節(jié)液壓缸的回油流量，也就控制了進(jìn)入液壓缸的流量1q。定量泵多余的油液經(jīng)溢流閥流回油箱，泵出口壓力為溢流閥的調(diào)整壓力并根本保持穩(wěn)定。1/19/202394〔1〕速度負(fù)載特性活塞受力平衡方程為由上式可得

由上式可知，當(dāng)負(fù)載很小時(shí)，較大；當(dāng)，時(shí)，則；這對(duì)回油腔的密封提出更高的要求。當(dāng)

增大到

時(shí)，

，即相當(dāng)于活塞碰到死擋鐵后的情況。

回油路節(jié)流調(diào)速和進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速的速度負(fù)載特性基本相同。

1/19/202395進(jìn)、回油路節(jié)流調(diào)速回路比較：回油節(jié)流調(diào)速，缸回油腔形成一定的背壓，能在負(fù)值負(fù)載下工作；而進(jìn)油節(jié)流調(diào)速由于回油腔沒(méi)有背壓，因而不能在負(fù)值負(fù)載下工作。如圖所示在順銑過(guò)程中，切削力的水平分力的方向與進(jìn)給方向有時(shí)相同，有時(shí)相反，而且其大小又是變化的，這樣工件連同工作臺(tái)就可能發(fā)生竄動(dòng)，產(chǎn)生振動(dòng)，使進(jìn)給運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)。1〕承受負(fù)值負(fù)載的能力1/19/2023962〕停車后的起動(dòng)性能回油節(jié)流調(diào)速回路：有前沖現(xiàn)象。進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路：前沖很小，甚至沒(méi)有前沖。

3〕運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性回油節(jié)流調(diào)速回路：運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好。進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路：節(jié)流閥通流面積較大，低速時(shí)不易堵塞，能獲得更低的穩(wěn)定速度。4〕實(shí)現(xiàn)壓力控制的方便性進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路：容易實(shí)現(xiàn)壓力控制。回油節(jié)流調(diào)速回路：實(shí)現(xiàn)壓力控制不方便。5〕油液發(fā)熱及泄漏的影響進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路：對(duì)系統(tǒng)泄漏影響大?；赜凸?jié)流調(diào)速回路：對(duì)系統(tǒng)泄漏影響小。1/19/2023976〕回油腔的壓力回油節(jié)流調(diào)速回路，回油腔的壓力較高，特別是在輕載時(shí)，回油腔壓力有可能比進(jìn)油腔壓力還要高，這對(duì)液壓缸回油腔和回油管路的強(qiáng)度和密封提出了更高的要求。

為了提高節(jié)流調(diào)速回路的綜合性能，一般常采用進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速，并在回油路上加背壓閥，使其兼具兩者的優(yōu)點(diǎn)。1/19/2023983.旁油路節(jié)流調(diào)速回路

將節(jié)流閥裝在和液壓泵并聯(lián)的支路上。

用節(jié)流閥調(diào)節(jié)液壓泵流回油箱的流量，從而控制了進(jìn)入液壓缸的流量，即可實(shí)現(xiàn)調(diào)速。?速度負(fù)載特性曲線?1/19/202399油路中的溢流閥在正常工作情況下是關(guān)閉的，過(guò)載時(shí)翻開，故稱之為平安閥，其調(diào)整壓力比最大負(fù)載所需的壓力稍高?！?〕速度負(fù)載特性活塞受力平衡方程為可以看出，液壓泵的供油壓力

取決于外負(fù)載

，功率利用合理。

由速度負(fù)載特性曲線可知：

1〕開大節(jié)流閥開口，活塞運(yùn)動(dòng)速度減?。魂P(guān)小節(jié)流閥開口，活塞運(yùn)動(dòng)速度增大。

不計(jì)管路壓力損失，、，所以1/19/2023100由速度負(fù)載特性曲線可以看出，最大承載能力隨節(jié)流閥流通面積增大而減小，即低速承載能力差，調(diào)速范圍也小?！?〕最大承載能力〔3〕功率和效率旁油節(jié)流調(diào)速只有節(jié)流損失而無(wú)溢流損失，泵的輸出壓力隨負(fù)載而變化，即節(jié)流損失和輸入功率隨負(fù)載而變化，所以比前兩種調(diào)速回路效率高。應(yīng)用：用于高速重載和對(duì)速度平穩(wěn)性要求不高的較大功率系統(tǒng)。

2）當(dāng)節(jié)流閥通流面積一定時(shí)，負(fù)載較小，速度剛度差；3）當(dāng)負(fù)載一定時(shí)，越?。ɑ钊\(yùn)動(dòng)速度越高）時(shí)，速度剛度越大。1/19/20231014．采用調(diào)速閥的節(jié)流調(diào)速回路

采用節(jié)流閥的節(jié)流調(diào)速回路，其速度剛度都比較軟，變載荷下的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性均比較差。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，在回路中用調(diào)速閥代替節(jié)流閥。由于使用調(diào)速閥能在負(fù)載變化的條件下保證節(jié)流閥兩端壓差根本不變，因而使用調(diào)速閥后回路的速度負(fù)載特性得到了改善。

為保證調(diào)速閥能正常工作，調(diào)速閥兩端壓力差必須大于一定數(shù)值，中低壓為0.5MPa。注意：1/19/2023102想一想

（1）圖示為采用調(diào)速閥的回油路調(diào)速系統(tǒng)，溢流閥調(diào)定壓力，液壓缸無(wú)桿腔面積

，有桿腔面積，工作時(shí)發(fā)現(xiàn)液壓缸速度不穩(wěn)定。

試分析原因，并提出改進(jìn)措施。1/19/2023103〔2〕在圖示調(diào)速回路中，分析答復(fù)以下問(wèn)題：1〕此調(diào)速回路屬于何種調(diào)速方式？回路中的單向閥起什么作用？2〕用壓力繼電器發(fā)信號(hào)使液壓缸活塞由死擋鐵停留轉(zhuǎn)為快速退回，壓力繼電器應(yīng)安裝在油路的什么地方？畫在油路上。1/19/2023104畫一畫試畫一個(gè)工作循環(huán)為：快進(jìn)→工進(jìn)→快退液壓回路。，液壓缸兩腔工作面積例2-8在圖所示調(diào)速回路中，已知：液壓泵的流量，，當(dāng)負(fù)載F=（0～40）KN時(shí)，活塞向右運(yùn)動(dòng)的速度穩(wěn)定不變，，調(diào)速閥要求的最小壓差，不計(jì)管路壓力損失，試問(wèn)：1）溢流閥的調(diào)整壓力為多少？泵的工作壓力為多少？2）液壓缸回油腔可能達(dá)到的最高工作壓力為多少？1/19/2023105解1）溢流閥的最小調(diào)整壓力應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)最大負(fù)載及調(diào)速閥正常工作所需的最小壓差來(lái)確定，則活塞受力平衡方程為則1max2minAFAppY+D=進(jìn)入液壓缸無(wú)桿腔的流量為1/19/2023106因?yàn)樗裕缌鏖y處于正常工作狀態(tài)，溢流閥進(jìn)行溢流，液壓泵的工作壓力為2）當(dāng)時(shí)，液壓缸回油腔壓力達(dá)到最高值?；钊芰ζ胶夥匠虨?/p>

由計(jì)算結(jié)果可看出回油節(jié)流調(diào)速當(dāng)負(fù)載消失時(shí)，液壓缸有桿腔壓力急劇加大，有利于承受負(fù)值負(fù)載，但對(duì)缸的密封要求高。1/19/2023107二、容積調(diào)速回路節(jié)流調(diào)速回路的主要缺點(diǎn)是效率低、發(fā)熱大，故只適用于小功率液壓系統(tǒng)中。采用變量泵或變量馬達(dá)的容積調(diào)速回路，因無(wú)溢流損失和節(jié)流損失，故效率高、發(fā)熱小，適用于大功率液壓系統(tǒng)。油路的循環(huán)方式開式回路：

閉式回路：[根據(jù)液壓泵和液壓馬達(dá)〔或液壓缸〕組合方式的不同，容積調(diào)速回路有三種形式：1〕變量泵和定量執(zhí)行元件組成的容積調(diào)速回路。2〕定量泵和變量馬達(dá)組成的容積調(diào)速回路。3〕變量泵和變量馬達(dá)組成的容積調(diào)速回路。1/19/20231081．變量泵和定量執(zhí)行元件組成的容積調(diào)速回路圖ａ所示為變量泵和液壓缸組成的開式容積調(diào)速回路，改變變量泵1的排量即可調(diào)節(jié)活塞的運(yùn)動(dòng)速度。工作時(shí)，溢流閥3關(guān)閉，作平安閥用，用來(lái)限制回路的最大壓力。6為背壓閥，使活塞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。

1/19/2023109圖ｂ所示為變量泵和定量液壓馬達(dá)組成的閉式容積調(diào)速回路。4為平安閥，1為補(bǔ)油泵，其流量為變量泵最大輸出流量的10％～15％，補(bǔ)油壓力由溢流閥6調(diào)定。液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度

液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速式中－變量泵的流量；、－分別是變量泵和液壓馬達(dá)的排量；、－分別是變量泵和液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速；－是液壓缸的有效面積。1/19/2023110回路輸出特性：1）調(diào)節(jié)便可控制液壓缸（或液壓馬達(dá)）的速度，由于可調(diào)得很小，故可獲得較低的工作速度，因此調(diào)速范圍較大。2）若不計(jì)系統(tǒng)損失，由液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩公式和液壓缸的推力公式可知，由安全閥調(diào)定，、是固定不變的，因此，液壓馬達(dá)〔液壓缸〕輸出的轉(zhuǎn)矩〔推力〕不變，故這種調(diào)速稱為恒轉(zhuǎn)矩〔恒推力〕調(diào)速。3〕假設(shè)不計(jì)系統(tǒng)損失，液壓馬達(dá)〔液壓缸〕的輸出功率等于，回路的輸出功率隨馬達(dá)的轉(zhuǎn)速改變呈線性變化。液壓泵的輸出功率，即1/19/20231112．定量泵和變量馬達(dá)組成的容積調(diào)速回路閥2為平安閥，泵4和溢流閥5組成補(bǔ)油油路。定量泵輸出的流量不變，調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)的排量便可改變其轉(zhuǎn)速。，

1/19/20231123）定量泵輸出流量是不變的，泵的供油壓力限定，若不計(jì)系統(tǒng)損失，則液壓馬達(dá)輸出功率由安全閥即液壓馬達(dá)的最大輸出功率不變，故這種調(diào)速稱為恒功率調(diào)速。與2）由馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩可知，式中的為定量泵的限定壓力，若減小將減小，由于成反正比，當(dāng)增大時(shí)，轉(zhuǎn)矩將逐漸減小，故這種回路輸出轉(zhuǎn)矩為變值。，1）根據(jù)可知，調(diào)節(jié)即可改變馬達(dá)的轉(zhuǎn)速與成反比。但不能調(diào)得過(guò)小，否則馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩將減小，甚至不能帶動(dòng)負(fù)載，所以這種調(diào)速回路的調(diào)速范圍小。

回路輸出特性：1/19/20231133．變量泵和變量馬達(dá)組成的容積調(diào)速回路

通過(guò)改變變量泵排量

或改變液壓馬達(dá)的排量

進(jìn)行調(diào)速。

變量泵正向或反向供油，馬達(dá)即可正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。

單向閥6、9用于使輔助泵9雙向補(bǔ)油，單向閥7、8使平安閥都能起過(guò)載保護(hù)作用。這種回路是上述兩種調(diào)速回路的組合。1/19/2023114

一般機(jī)械設(shè)備要求低速大轉(zhuǎn)矩以順利啟動(dòng)；高速要求恒功率輸出，以不同的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速組合進(jìn)行工作，這時(shí)轉(zhuǎn)速分兩段調(diào)節(jié)。低速段：將固定在最大值上（相當(dāng)于定量馬達(dá)），然后自小到大調(diào)節(jié)，使馬達(dá)轉(zhuǎn)速升至，該段屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。高速段：將固定在最大值上（相當(dāng)于定量泵），然后自大到小調(diào)節(jié)，進(jìn)一步提高馬達(dá)轉(zhuǎn)速至，該段屬于恒功率調(diào)速。

特點(diǎn)：擴(kuò)大了調(diào)速范圍大，也擴(kuò)大了對(duì)馬達(dá)轉(zhuǎn)矩和功率輸出特性的選擇。其調(diào)速特性曲線如圖ｂ所示。

應(yīng)用：適用于調(diào)速范圍大，要求低速大轉(zhuǎn)矩，高速恒功率，且工作效率要求高的設(shè)備，如各種行走機(jī)械、牽引機(jī)等大功率機(jī)械。1/19/2023115

三、容積節(jié)流調(diào)速回路有些機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)，為了減少發(fā)熱并滿足速度穩(wěn)定性的要求，常采用容積節(jié)流調(diào)速回路，即用流量閥調(diào)節(jié)進(jìn)入或流出液壓缸的流量來(lái)調(diào)節(jié)液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度，并使變量泵的輸出流量自動(dòng)地與液壓缸所需的流量相適應(yīng)。1/19/2023116

調(diào)速原理：泵輸出的流量與通過(guò)調(diào)速閥進(jìn)入缸的流量相適應(yīng)。

例如，在關(guān)小調(diào)速閥時(shí)，出現(xiàn)，使泵的出口壓力升高，其反饋?zhàn)饔檬棺兞勘玫牧髁孔詣?dòng)減小到與調(diào)速閥通過(guò)的流量相一致。反之，開大調(diào)速閥通流面積，將導(dǎo)致

圖ｂ為限壓式變量泵和調(diào)速閥容積節(jié)流調(diào)速特性曲線。曲線1為限壓式變量泵的壓力－流量特性曲線，曲線2為調(diào)速閥在某一開口時(shí)的壓力－流量特性曲線。。，引起泵的出口壓力降低，使其輸出流量自動(dòng)增大到液壓缸的工作點(diǎn)液壓泵的工作點(diǎn)1/19/2023117此時(shí)不僅活塞的運(yùn)動(dòng)速度不隨負(fù)載變化，而且通過(guò)調(diào)速閥的功率損失〔圖中有剖面線局部的面積〕為最小。

輸出的流量隨液壓缸壓力增加而下降，使活塞運(yùn)動(dòng)速度不穩(wěn)定。如果調(diào)得過(guò)小，會(huì)使，調(diào)速閥不能正常工作，調(diào)得過(guò)大，則功率損失增大，油液如果在調(diào)節(jié)限壓螺釘時(shí)將易發(fā)熱?；芈诽攸c(diǎn)：沒(méi)有溢流損失，效率較高，速度穩(wěn)定性比容積調(diào)速好。應(yīng)用：用于調(diào)速范圍大、中小功率的場(chǎng)合。如果限壓式變量泵的限壓螺釘調(diào)得合理，在不計(jì)管路損失的情況下，可使調(diào)速閥保持最小穩(wěn)定壓差值。1/19/2023118任務(wù)三快速運(yùn)動(dòng)回路的組成原理及選用

快速運(yùn)動(dòng)回路的功用是使液壓執(zhí)行元件獲得所需的高速，以提高生產(chǎn)率或充分利用功率。學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.了解液壓執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)的方法；2.掌握快速運(yùn)動(dòng)回路的組成原理及合理選用。一、液壓缸差動(dòng)連接快速運(yùn)動(dòng)回路

圖示為用二位三通和三位四通換向閥連成的差動(dòng)快速回路。1/19/2023119當(dāng)閥1和閥3在左位工作時(shí)，閥3將液壓缸左右腔連通，并同時(shí)接通壓力油，實(shí)現(xiàn)液壓缸差動(dòng)連接，液壓缸到達(dá)快速向左運(yùn)動(dòng)。當(dāng)閥3通電時(shí)，差動(dòng)連接被切斷，液壓缸回油經(jīng)過(guò)調(diào)速閥，實(shí)現(xiàn)工進(jìn)。當(dāng)閥1切換至右位后，液壓缸快退。特點(diǎn)：回路簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，應(yīng)用較多。注意：在差動(dòng)回路中，閥和管路應(yīng)按合成流量來(lái)選擇，否那么壓力損失過(guò)大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使溢流閥在快進(jìn)時(shí)也開啟，而達(dá)不到差動(dòng)快進(jìn)的目的。1/19/2023120二、雙泵供油快速運(yùn)動(dòng)回路圖中1為低壓、大流量泵，它和泵2的流量加在一起應(yīng)等于快速時(shí)所需流量，液控順序閥3的調(diào)整壓力應(yīng)比快速運(yùn)動(dòng)時(shí)所需壓力大0.8MPａ，且比溢流閥5的調(diào)定壓力至少低10％～20％；2為高壓、小流量泵，泵的流量按工作進(jìn)給速度需要選取，工作壓力由溢流閥5調(diào)定?；芈诽攸c(diǎn)：系統(tǒng)效率高，功率利用合理；其缺點(diǎn)是回路比較復(fù)雜，常用在執(zhí)行元件快進(jìn)和工進(jìn)速度相差較大的場(chǎng)合。1/19/2023121三、采用蓄能器的快速運(yùn)動(dòng)回路

采用蓄能器目的：利用小流量泵使執(zhí)行元件獲得快速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)系統(tǒng)停止工作時(shí)，換向閥5處在中間位置，泵經(jīng)單向閥3向蓄能器充液，蓄能器壓力升高，到達(dá)液控順序閥〔卸荷閥〕調(diào)定壓力后，閥口翻開，使泵卸荷。當(dāng)系統(tǒng)中短期需要大流量時(shí)，換向閥處于左位或右位，由泵1和蓄能器4共同向液壓缸6供油，使液壓缸實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)。注意：系統(tǒng)在整個(gè)工作循環(huán)中要有足夠的向蓄能器充液時(shí)間。1/19/2023122功能：液壓執(zhí)行元件在一個(gè)工作循環(huán)中從一種運(yùn)動(dòng)速度變換到另一種運(yùn)動(dòng)速度。應(yīng)具有較高的速度換接平穩(wěn)性。

一、快速與慢速的換接回路

圖示為用行程閥的快慢速換接回路。

任務(wù)四速度換接回路學(xué)習(xí)目標(biāo)1．解液壓執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)速度換接的方法；

2．握速度換接回路的組成原理、特性及合理選用。1/19/2023123在圖示狀態(tài)下，液壓缸快進(jìn)；當(dāng)活塞上的擋塊壓下行程閥時(shí)，缸右腔油液只能通過(guò)節(jié)流閥流回油箱，液壓缸由快進(jìn)轉(zhuǎn)變?yōu)槁俟みM(jìn)；當(dāng)電磁換向閥通電換向時(shí)，壓力油經(jīng)單向閥進(jìn)入缸右腔，活塞向左快速返回。優(yōu)點(diǎn)：快慢速換接比較平穩(wěn)，換接點(diǎn)位置比較準(zhǔn)確，缺點(diǎn)：行程閥安裝位置不能任意改變，管路連接較復(fù)雜。工作原理：1/19/2023124二、兩種工進(jìn)速度的換接回路

某些機(jī)床要求工作行程有兩種進(jìn)給速度，第一工進(jìn)速度較大，多用于粗加工；第二工進(jìn)速度較小，多用