第六章液壓閥

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第六章液壓閥第一節(jié)概述第二節(jié)液壓閥上的共性問題第三節(jié)方向控制閥第四節(jié)壓力控制閥第五節(jié)流量控制閥2023/2/2

第一節(jié)概述一、液壓閥的作用液壓控制閥(簡稱液壓閥)是液壓系統(tǒng)中的控制元件，用來控制液壓系統(tǒng)中流體的壓力、流量及流動方向，以滿足液壓缸、液壓馬達(dá)等執(zhí)行元件不同的動作要求，它是直接影響液壓系統(tǒng)工作過程和工作特性的重要元器件。液流壓力：負(fù)載大??；流量：速度大??；液流方向：速度方向。二、基本結(jié)構(gòu)及分類1、結(jié)構(gòu)液壓閥的基本結(jié)構(gòu)主要包括閥芯、閥體和驅(qū)動閥芯在閥體內(nèi)做相對運動的操縱裝置。2023/2/2

第一節(jié)概述2、分類液壓閥的分類方法很多，以至于同一種閥在不同的場合，因其著眼點不同而有不同的名稱。下面介紹幾種不同的分類方法（詳見課本表6-1）。（1）按機(jī)能進(jìn)行分類方向控制閥（方向閥）：控制液流方向；壓力控制閥（壓力閥）：調(diào)節(jié)壓力；流量控制閥（流量閥）：流量大小。（2）按結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類滑閥(或轉(zhuǎn)閥)類、錐閥類、球閥類。此外，還有噴嘴擋板閥類和射流管閥。主要學(xué)習(xí)：

單向閥、液控單向閥、換向閥——方向閥；溢流閥、減壓閥、順序閥——壓力閥；節(jié)流閥、調(diào)速閥——流量閥。2023/2/2

第一節(jié)概述三、工作原理及主要性能參數(shù)1、工作原理液壓閥是利用閥芯在閥體內(nèi)的相對運動來控制閥口的通斷及開口的大小，以實現(xiàn)壓力、流量和方向控制。液壓閥工作時，所有閥的閥口大小、閥進(jìn)、出油口間的壓差以及通過閥的流量之間的關(guān)系都符合孔口流量公式，只是各種閥控制的參數(shù)各不相同而已。2、性能參數(shù)各種不同的液壓閥有不同的性能參數(shù)，其共同的性能參數(shù)如下：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。與閥進(jìn)、出油口相連接的油管規(guī)格應(yīng)與閥的通徑相一致。閥工作時的實際流量應(yīng)小于或等于其額定流量，最大不得大于額定流量的1.1倍。2023/2/2

第一節(jié)概述額定壓力是液壓閥長期工作所允許的最高工作壓力。對于壓力控制閥，實際最高工作壓力有時還與閥的調(diào)壓范圍有關(guān)；對于換向閥，實際最高工作壓力還可能受其功率極限的限制。四、對液壓閥的基本要求

(1)動作靈敏、使用可靠，工作時沖擊和振動小、噪聲小、使用壽命長；

(2)流體通過液壓閥時，壓力損失??；閥口關(guān)閉時，密封性能好，內(nèi)泄漏小，無外泄漏；

(3)所控制的參量(壓力或流量)穩(wěn)定，受外部干擾時變化量??；

(4)結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)整、使用、維護(hù)方便，通用性好。2023/2/2

第二節(jié)液壓閥上的共性問題一、閥口形式圓柱滑閥式、錐閥式、球閥式、截止閥式（詳見課本表6-2）二、液動力作用在閥芯上的力：穩(wěn)態(tài)液動力——穩(wěn)態(tài)力導(dǎo)致的；瞬態(tài)液動力——瞬態(tài)力導(dǎo)致的。1、穩(wěn)態(tài)液動力

穩(wěn)態(tài)力：由于液體在不同控制面上具有不同速度而引起的力；穩(wěn)態(tài)液動力：閥口開度固定后，液流流過閥口因動量變化而作用在閥芯上的力。作用在圓柱滑閥上的穩(wěn)態(tài)液動力

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第二節(jié)液壓閥上的共性問題

圖

作用在帶平衡活塞的滑閥上的穩(wěn)態(tài)液動力

穩(wěn)態(tài)液動力指向閥口關(guān)閉的方向

穩(wěn)態(tài)液動力的影響是加大了操縱滑閥所需的力，高壓大流量情況下這里阻力將會很大，需采取必要措施減小。2023/2/2

第二節(jié)液壓閥上的共性問題2、瞬態(tài)液動力

瞬態(tài)力：使控制體內(nèi)液體加速所需的力；瞬態(tài)液動力：閥芯移動過程中，閥腔中液體因加速或減速而作用在閥芯上的力。

作用在圓柱滑閥上的瞬態(tài)液動力分析：（1）當(dāng)液體從閥口流出時，瞬態(tài)液動力方向與閥芯移動方向相反（不論閥口開度變大還是變?。?，阻止閥芯移動，為正阻尼；（2）當(dāng)液體從閥口流入時，瞬態(tài)液動力方向與閥芯移動方向相同（不論閥口開度變大還是變?。?，加助閥芯移動，為負(fù)阻尼；（3）正阻尼使閥工作趨于穩(wěn)定，負(fù)阻尼使閥工作不穩(wěn)定。2023/2/2

第二節(jié)液壓閥上的共性問題三、卡緊力

1、液壓卡緊現(xiàn)象

在高壓系統(tǒng)中，閥芯停止運動一段時間以后，由于阻力（非粘性摩擦力）而導(dǎo)致閥芯移動困難的現(xiàn)象。2、引起原因分析（1）異物進(jìn)入配合間隙；（2）油溫升高，閥芯膨脹；（3）滑閥副幾何形狀誤差（如閥芯錐度等）和同軸度變化（閥芯、閥孔軸線不重合）所引起的徑向不平衡力——主要原因。3、徑向不平衡力以錐度+偏心為例

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第二節(jié)液壓閥上的共性問題（1）倒錐（錐部大端朝高壓腔），徑向力使偏心距變大；（2）順錐（錐部大端朝低壓腔），徑向力使偏心距變??；（3）傾斜側(cè)向力指向閥芯卡緊方向側(cè)向力指向閥芯對中方向(c)傾斜

(b)順錐(a)倒錐2023/2/2

第二節(jié)液壓閥上的共性問題閥芯移動所需克服的最大摩擦力：4、減小液壓卡緊力的措施（1）提高加工工藝；（2）根據(jù)閥芯運動方向設(shè)計成順錐形狀；（3）開均壓槽，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。2023/2/2

第二節(jié)液壓閥上的共性問題四、閥的泄漏特性滑閥內(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、密封帶長度、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在某一位置停留時，通過縫隙的泄漏量一般會減小，但有時也會出現(xiàn)相反的現(xiàn)象。2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥

單向閥、換向閥一、單向閥普通單向閥、液控單向閥1、普通單向閥（1）作用使油液只能沿一個方向流動，不能反向流動；（2）工作原理及圖形符號

①工作原理上圖所示的閥屬于管式連接閥，此類閥的油口可通過管接頭和油管相連，閥體的重量靠管路支承，因此閥的體積不能太大太重。321ABAB3211—閥體；2—閥芯；3—彈簧；

直通式單向閥中的油流方向和閥的軸線方向相同。第三節(jié)方向控制閥2023/2/2

直角式單向閥的進(jìn)出油口A(P1)、B(P2)的軸線均和閥體軸線垂直。ABAB上圖所示的閥屬于板式連接閥，閥體用螺釘固定在機(jī)體上，閥體的平面和機(jī)體的平面緊密貼合，閥體上各油孔分別和機(jī)體上相對應(yīng)的孔對接，用“O”形密封圈使它們密封。不但單向閥有管式連接和板式連接之分，其它閥類也有管式連接和板式連接之分。大多數(shù)液壓系統(tǒng)都采用板式連接閥。2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥②圖形符號（3）性能要求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動作靈敏，運動平穩(wěn)，無振動、沖擊或噪聲。2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥2、液控單向閥允許油液向一個方向流通，反向流動需通過液壓控制來實現(xiàn)。（1）分類普通型/帶卸荷閥芯、內(nèi)泄式/外泄式（2）普通型液控單向閥外泄式

1—控制活塞2—頂桿3—閥芯P1—正向進(jìn)油口;P2—正向出油口K—控制口2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥內(nèi)泄式普通內(nèi)泄型液控單向閥1—閥體；2—閥芯；3—彈簧；4—閥蓋；5—閥座；6—控制活塞；7—下蓋。A—正向進(jìn)油口;B—正向出油口

K—控制口2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥普通型液控單向閥特點反向開啟控制壓力大于P2（A）口壓力，即控制壓力高；反向開啟，高壓油壓力突然釋放，產(chǎn)生沖擊；反向開啟壓力損失比正向開啟??；內(nèi)泄式要求控制壓力比外泄式大。2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥（3）帶卸荷閥芯的液控單向閥工作原理圖帶卸荷閥的液控單向閥(外泄式)2-主閥芯;3-卸荷閥芯;5-控制活塞A-正向進(jìn)油口;B-正向出油口;K-控制口ABKKL123456AB2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥帶卸荷閥芯液控單向閥特點降低了反向開啟的控制壓力；減小了液壓沖擊。（4）圖形符號（a）詳細(xì)圖形符號（b）簡化圖形符號25134

圖中，用單向閥5將系統(tǒng)和泵隔斷，泵開機(jī)時泵排出的油可經(jīng)單向閥5進(jìn)入系統(tǒng);泵停機(jī)時，單向閥5可阻止系統(tǒng)中的油倒流。（1）用單向閥將系統(tǒng)和泵隔斷3、單向閥的應(yīng)用第三節(jié)方向控制閥2023/2/2

(2)用單向閥將兩個泵隔斷

下圖中，1是低壓大流量泵，2是高壓小流量泵。低壓時兩個泵排出的油合流，共同向系統(tǒng)供油。高壓時，單向閥的反向壓力為高壓，單向閥關(guān)閉，泵2排出的高壓油經(jīng)過虛線表示的控制油路將閥3打開，使泵1排出的油經(jīng)閥3回油箱，由高壓泵2單獨往系統(tǒng)供油，其壓力決定于閥4。這樣，單向閥將兩個壓力不同的泵隔斷，不互相影響。21432023/2/2

第三節(jié)方向控制閥(3)用單向閥產(chǎn)生背壓

在右圖中，高壓油進(jìn)入缸的無桿腔，活塞右行，有桿腔中的低壓油經(jīng)單向閥后回油箱。單向閥有一定壓力降，故在單向閥上游總保持一定壓力，此壓力也就是有桿腔中的壓力，叫做背壓，其數(shù)值不高一般約為0.5MPa。在缸的回油路上保持一定背壓，可防止活塞的沖擊，使活塞運動平穩(wěn)。此種用途的單向閥也叫背壓閥。背壓閥pb2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥(4)用單向閥和其它閥組成復(fù)合閥

由單向閥和節(jié)流閥組成復(fù)合閥，叫單向節(jié)流閥。用單向閥組成的復(fù)合閥還有單向順序閥、單向減壓閥等。在單向節(jié)流閥中，單向閥和節(jié)流閥共用一閥體。當(dāng)液流沿箭頭所示方向流動時，因單向閥關(guān)閉，液流只能經(jīng)過節(jié)流閥從閥體流出。若液流沿箭頭所示相反的方向流動時，因單向閥的阻力遠(yuǎn)比節(jié)流閥為小，所以液流經(jīng)過單向閥流出閥體。此法常用來快速回油。從而可以改變缸的運動速度。2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥

在右圖中，通過液控單向閥往立式缸的下腔供袖，活塞上行。停止供油時，因有液控單向閥，活塞靠自重不能下行，于是可在任一位置懸浮。將液控單向閥的控制口加壓后，活塞即可靠自重下行。若此立式缸下行為工作行程，可同時往缸的上腔和液控單向閥的控制口加壓，則活塞下行，完成工作行程。ABKG(5)用液控單向閥使立式缸活塞懸浮2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥(6)用兩個液控單向閥使液壓缸雙向閉鎖

將高壓管A中的壓力作為控制壓力加在液控單向閥2的控制口上，液控單向閥2也構(gòu)成通路。此時高壓油自A管進(jìn)入缸，活塞右行，低壓油自B管排出，缸的工作和不加液控單向閥時相同。同理，若B管為高壓，A管為低壓時，則活塞左行。若A、B管均不通油時，液控單向閥的控制口均無壓力，閥1和閥2均閉鎖。這樣，利用兩個液控單向閥，既不影響缸的正常動作，又可完成缸的雙向閉鎖。鎖緊缸的辦法雖有多種，用液控單向閥的方法是最可靠的一種。12AB2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥二、換向閥1、作用及性能要求（1）作用換向閥是利用閥芯和閥體間相對位置的不同來變換閥體上各主油口的通斷關(guān)系，實現(xiàn)各油路連通、切斷或改變液流方向，使缸的活塞改變運動方向的閥類。（2）性能要求液體流經(jīng)閥時的壓力損失要??；互不相通的通口間泄漏要??；換向要平穩(wěn)、迅速、可靠。2、工作原理及圖形符號（1）工作原理TPAB

如下圖，換向閥閥體2上開有4個通油口P、A、B、T。換向閥的通油口永遠(yuǎn)用固定的字母表示，它所表示的意義如下：P—壓力油口；A、B—工作油口；T——回油口。PTBA2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥PTBAPTABTPABPTABTPABTPABPTAB2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥PTABTPAB

下圖表示閥芯處于中位時的情況,此時從P口進(jìn)來的壓力油沒有通路。A、B兩個油口也不和T口相通。2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥TPAB

下圖表示人向一側(cè)搬動控制手柄，閥芯左移，或者說閥芯處于左位的情況。此時P口和A口相通，壓力油經(jīng)P、A到其它元件；從其它元件回來的油經(jīng)B、閥芯中心孔，T回油箱。PTAB左位2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥PTABTPAB

下圖表示人向另一側(cè)搬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(jìn)來的壓力油經(jīng)P、B到其它元件。從其它元件回來的油經(jīng)A、T回油箱。右位2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥（2）圖形符號換向閥的結(jié)構(gòu)和類型不同，圖形符號也不盡相同，以下以最為常見的三位四通換向閥為例進(jìn)行說明：2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥3、分類（1）按照換向閥的結(jié)構(gòu)形式，可分為滑閥式、轉(zhuǎn)閥式、球閥式和錐閥式。（2）按照換向閥的操縱方式，可分為手動、機(jī)動、電磁控制、液動、電液動和氣動。（3）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。（4）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?！巴ā焙汀拔弧笔菗Q向閥的重要概念。不同的“通”和“位”構(gòu)成了不同類型的換向閥。

“位”(Position)一指閥芯的位置，通常所說的“二位閥”、“三位閥”是指換向閥的閥芯有兩個或三個不同的工作位置，“位”在符號圖中用方框表示。

所謂“二通閥”、“三通閥”、“四通閥”是指換向閥的閥體上有兩個、三個、四個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閥芯移位時閥口的開關(guān)來溝通。4、換向閥的“通”和“位”2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥名稱結(jié)構(gòu)原理圖圖形符號二位二通

二位三通

二位四通

三位四通

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第三節(jié)方向控制閥表中圖形符號的含義如下：用方框表示閥的工作位置，有幾個方框就表示有幾“位“； 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際方向；方框內(nèi)符號“┻”或“┳”表示該通路不通；方框外部連接的接口數(shù)有幾個，就表示幾“通”；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)回油路連通的回油口用T(有時用O)表示；而閥與執(zhí)行元件連接的油口用A、B等表示；有時在圖形符號上用L表示泄漏油口，K表示控制油口，但不算入通路數(shù)；2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥換向閥都有兩個或兩個以上的工作位置，其中一個為常態(tài)位，即閥芯未受到操縱力時所處的位置。圖形符號中的中位是三位閥的常態(tài)位。利用彈簧復(fù)位的二位閥則以靠近彈簧的方框內(nèi)的通路狀態(tài)為其常態(tài)位。繪制系統(tǒng)圖時，油路一般應(yīng)連接在換向閥的常態(tài)位上。

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第三節(jié)方向控制閥2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥5、滑閥機(jī)能（1）滑閥機(jī)能的形式工作位置機(jī)能：閥芯處于某個工作位置時各油口的連通方式；包括中位、左位、右位滑閥機(jī)能。過渡位置機(jī)能：閥芯從一個工作位置變換到另一個工作位置過渡過程中，各個通口的瞬時聯(lián)通關(guān)系。

通常所指的滑閥機(jī)能即滑閥的中位機(jī)能。（2）二位二通換向閥中位機(jī)能二位二通換向閥其兩個油口之間的狀態(tài)只有兩種：通或斷。二位二通換向閥的滑閥機(jī)能有：常閉式（O型）、常開式（H型）圖

二位二通換向閥的滑閥機(jī)能

二位閥的原始位置：若為手動控制，則是指控制手柄沒有動作的位置；若為液壓控制則是指失壓的位置若為電磁控制則是指失電的位置。2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥（3）三位換向閥中位機(jī)能2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥PTABO型機(jī)能①缸的兩腔被封閉,活塞在任一位置均可停住,且能承受一定的正向負(fù)載和反向負(fù)載。

②因P口封閉，泵不能卸荷，泵排出的壓力油只能從溢流閥排回油箱。③可用于多個換向閥并聯(lián)的系統(tǒng)。當(dāng)一個分支中的換向閥處于中位時,仍可保持系統(tǒng)壓力，不致影響其它分支的正常工作。

O型機(jī)能，閥芯處于中位時,P,A,B,T

四個油口均被封閉，特點是：2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥PTABH型機(jī)能

①雖然閥芯已除于中位，但缸的活塞無法停住。中位時油缸不能承受負(fù)載。②不管活塞原來是左行還是右行，缸的各腔均無壓力沖擊，也不會出現(xiàn)負(fù)壓。換向平穩(wěn)無沖擊，換向時無精度可言。③泵可卸荷。④不能用于多個換向閥并聯(lián)的系統(tǒng)。因一個分支的換向閥一旦處于中位，泵即卸荷，系統(tǒng)壓力為零，其它分支也就不能正常工作了。H型機(jī)能，閥芯處于中位時,P,A,B,T四個油口互通。

H型機(jī)能的特點如下：2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥M型機(jī)能閥芯處于中位時,A、B

油口被封閉，P、T

油口互通。M型機(jī)能是取O型機(jī)能的上半部，H型機(jī)能的下半部組成的，故兼有二者的特點。M型機(jī)能如下：①活塞可停在任一位置上，用能承受雙向負(fù)載。②缸的兩腔會出現(xiàn)壓力沖擊或負(fù)壓，依活塞原來的運動方向而定?；钊星皼_。③泵能卸荷。④不宜用于多個換向閥并聯(lián)的系統(tǒng)。PTABM型機(jī)能2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥

此種機(jī)能目的是構(gòu)成差動連接油路，使單活塞桿缸的活塞增速。P型機(jī)能閥芯處于中位時，P、A、B油口互通，油口T被封閉。PTABP型機(jī)能2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥O型機(jī)能H型M型P型2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥圖

三位四通手動換向閥彈簧復(fù)位方式鋼珠定位方式手動換向閥主要有彈簧復(fù)位和鋼珠定位兩種型式。圖a）所示為鋼球定位式三位四通手動換向閥。圖b）則為彈簧自動復(fù)位式三位四通手動換向閥。6、常用換向閥（1）手動換向閥手柄閥芯復(fù)位彈簧手柄閥芯復(fù)位彈簧手柄閥芯復(fù)位彈簧旋轉(zhuǎn)移動式手動換向閥

圖c)所示為旋轉(zhuǎn)移動式手動換向閥，旋轉(zhuǎn)手柄可通過螺桿推動閥芯改變工作位置。這種結(jié)構(gòu)具有體積小、調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點。由于這種閥的手柄帶有鎖，不打開鎖不能調(diào)節(jié)，因此使用安全。

此類控制方式的“信號源”是缸的運動件。例如將擋塊固定在運動的活塞桿上，當(dāng)擋塊觸壓閥推桿2的滾滾輪1時，推桿2即推動閥芯3換向。擋塊和推桿2端部的滾輪脫離接觸后，閥芯即可靠彈簧復(fù)位。此種閥的控制方式因和缸的行程有關(guān)，也有管此類閥叫“行程閥”。1—滾輪2—推桿3—閥芯圖

機(jī)動換向閥（2）機(jī)動換向閥2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥電磁換向閥是利用電磁鐵吸力推動閥芯來改變閥的工作位置。直流電磁鐵和交流電磁鐵（3）電磁換向閥閥用電磁鐵根據(jù)所用電源的不同，有以下三種：①交流電磁鐵，220V、起動力大、沖擊大、換向頻率小、壽命較短。②直流電磁鐵，需要專用直流電源，24V、起動力小、沖擊小、換向頻率大、壽命使用壽命較長。③本整型電磁鐵；本整型指交流本機(jī)整流型，使用交流電源，具有直流電磁鐵性能。2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥干式、濕式、油浸式電磁鐵

不管是直流還是交流電磁，都可做成干式和濕式的。濕式電磁鐵具有吸著聲小、壽命長、溫升低等優(yōu)點。①干式：線圈和銜鐵都不和油液接觸；②濕式：線圈處于干的狀態(tài)，銜鐵處于油液潤滑狀態(tài)；③油浸式：線圈和銜鐵都在油液中工作；濕式相對于干式具有散熱快、吸合聲小，換向平穩(wěn)可靠、效率高、壽命長等優(yōu)點，但結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，價格更貴。2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥圖三位四通電磁換向閥右電磁鐵通電換向左、右電磁鐵斷電（復(fù)中位）左電磁鐵通電換向

電磁換向閥的工作原理下圖所示為交流式二位三通電磁換向閥。當(dāng)電磁鐵斷電時，閥芯2被彈簧7推向左端，P和A接通；當(dāng)電磁鐵通電時，鐵芯通過推桿3將閥芯2推向右端，使P和B接通。

電磁換向閥的典型結(jié)構(gòu)

圖交流式二位三通電磁換向閥（干式）

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第三節(jié)方向控制閥下圖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，閥芯2在兩邊對中彈簧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，推桿6將閥芯2推向左端，P與A通，B與T通；當(dāng)左邊電磁鐵通電時，P與B通，A與T通。圖

直流濕式三位四通電磁換向閥

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第三節(jié)方向控制閥（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。圖

彈簧對中型三位四通液動換向閥2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥閥芯兩端分別接通控制油口K1和K2。K1通壓力油，K2接回油箱，P和A通，B與T通；K2通壓力油，K1接回油箱，P和B通，A與T通；K1和K2都接回油箱，中間狀態(tài)，P、A、B、T互不相通。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。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。

液動換向閥需另外配置控制油路。

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第三節(jié)方向控制閥p1p21、5—對中彈簧；2、4—定位套筒；3—閥芯；k1、k2—控制油口圖

彈簧對中型三位四通液動換向閥

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第三節(jié)方向控制閥（5）電液動換向閥圖外部控制、外部回油的彈簧對中電液換向閥

電液換向閥是電磁換向閥和液動換向閥的組合。電磁換向閥起先導(dǎo)作用，控制液動換向閥的動作；液動換向閥作為主閥，用于控制液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件。2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥

電液換向閥有彈簧對中和液壓對中兩種型式。若按控制壓力油及其回油方式進(jìn)行分類則有：外部控制、外部回油；外部控制、內(nèi)部回油；內(nèi)部控制、外部回油；內(nèi)部控制、內(nèi)部回油等四種類型。

左右電磁鐵不得電，電磁閥閥芯4處于中位，液動閥（主閥）閥芯8兩端接油箱，處于中位；左電磁鐵得電，電磁閥閥芯右移，主閥閥芯右移，右腔油液經(jīng)節(jié)流閥6回油箱；右電磁鐵得電，電磁閥閥芯左移，主閥閥芯左移，左腔油液經(jīng)節(jié)流閥2回油箱；

故,移動方向由電磁鐵得電決定，移動速度由節(jié)流閥2、6調(diào)節(jié)。優(yōu)點：換向性能好，適用于高壓、大流量場合。2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥（6）電磁球式換向閥

以電磁鐵的推力為驅(qū)動力（經(jīng)杠桿放大）推動鋼球來實現(xiàn)油路通斷；只有二位；密封性好，介質(zhì)可以是水、乳化液和礦物油；工作壓力可高達(dá)63MPa。圖

常開型二位三通電磁球式換向閥2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥1—電磁鐵；2—杠桿；3—左推桿；4—左閥座；5—鋼球；6—右閥座；7—右推桿；8—彈簧圖

電磁球式換向閥原理2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥7、（電磁）換向閥主要性能（1）換向性能在規(guī)定的工作條件下，電磁閥通電后能否可靠地?fù)Q向，斷電后能否可靠地復(fù)位。（2）壓力損失電磁換向閥的壓力損失由液流流過電磁換向閥的閥口時產(chǎn)生的流動（沿程）損失和節(jié)流（局部）損失組成。（3）內(nèi)泄漏量電磁換向閥的內(nèi)泄露量是指在規(guī)定的工作條件下，處于各個不同工作位置時，從高壓腔到低壓腔的泄漏量。2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥（4）換向和復(fù)位時間從電磁鐵通電到閥芯換向終止所需要的時間，復(fù)位時間是指從電磁斷電到閥芯回復(fù)到初始位置所需要的時間。交流電磁閥換向時間約0.03—0.05s，直流則為0.1—0.3s，通常復(fù)位時間比換向時間長。（5）換向頻率在單位時間內(nèi)所允許的最大換向次數(shù)，交流電磁閥換向頻率60次/min,直流則120次/min。（6）使用壽命電磁閥使用到主要零部件損壞，不能進(jìn)行正常的換向和復(fù)位動作，或者使用到其主要性能指標(biāo)明顯惡化超過了規(guī)定指標(biāo)所經(jīng)歷的換向次數(shù)。直流使用壽命比交流長。

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第三節(jié)方向控制閥三、方向閥在換向與鎖緊回路中的應(yīng)用

對于換向要求高的主機(jī)（如各類磨床），若用手動換向閥就不能實現(xiàn)自動往復(fù)運動，一般采用特殊設(shè)計的機(jī)液換向閥，以行程擋塊推動機(jī)動先導(dǎo)閥，由它控制一個可調(diào)式液動換向閥來實現(xiàn)工作臺的換向，既可避免“換向死點”，又可消除換向沖擊。這種換向回路，按換向要求不同可分為時間控制制動式和行程控制制動式兩種。（1）簡單換向回路（2）復(fù)雜換向回路

簡單換向回路，只需在泵與執(zhí)行元件之間采用標(biāo)準(zhǔn)的普通換向閥即可。

1、換向回路2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥圖

時間控制制動式換向回路時間控制制動式換向回路圖

時間控制制動式換向回路

其制動時間可通過節(jié)流閥J1和J2的開口量得到調(diào)節(jié)；此外，換向閥中位機(jī)能采用H型，對減小沖擊量和提高換向平穩(wěn)性都有利。其主要缺點是換向精度不高。圖行程間控制制動式換向回路

行程控制制動式換向回路換向精度較高，沖出量較??；但制動時間的長短不可調(diào)。

鎖緊回路可使活塞在任一位置停止，可防其竄動。鎖緊的簡單的方法是利用三位換向閥的M、O型中位機(jī)能封閉液壓缸兩腔。但由于換向閥有泄漏，這種鎖緊方法不夠可靠，只適用于鎖緊要求不高的回路中。最常用的方法是采用雙液控單向閥，由于液控單向閥有良好的密封性能，即使在外力作用下，也能使執(zhí)行元件長期鎖緊。圖

鎖緊回路2、鎖緊回路

小結(jié)

單向閥和換向閥是液壓系統(tǒng)中控制液流方向的元件。單向閥分成兩類：即普通單向閥（簡稱單向閥）和液控單向閥。單向閥只允許液流向一個方向通過；液控單向閥具有普通單向閥的功能，并且只要在控制口通以一定壓力的控制油液，油流反向也能通過。單向閥和液控單向閥用于回路需要單向?qū)ǖ膱龊?，也用于各種鎖緊回路。換向閥既可用來使執(zhí)行元件換向，也可用來切換油路。換向閥的各種結(jié)構(gòu)形式中，滑閥式用得較多。而各種操縱形式的換向閥中，則以電磁和電液換向閥用得較多，因為它易于實現(xiàn)自動化。換向閥的圖形符號明確地表示了閥的作用原理、工作位置數(shù)、通路數(shù)、通斷狀態(tài)以及操縱方式等，應(yīng)予以足夠的重視，并能熟練掌握。2023/2/2

第三節(jié)方向控制閥壓力控制閥簡稱壓力閥。壓力閥包括：

（1）用來控制液壓系統(tǒng)壓力的閥類。（2）利用壓力變化作為信號來控制其它元件動作的閥類。按其功能和用途不同可分為溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器等。第四節(jié)壓力控制閥

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第四節(jié)壓力控制閥

1、作用、要求及分類（1）作用溢流閥的主要作用有以下兩點：1）調(diào)壓和穩(wěn)壓。用在由定量泵構(gòu)成的液壓源中，用以調(diào)節(jié)泵的出口壓力，保持該壓力恒定。2）限壓。用作安全閥，當(dāng)系統(tǒng)正常工作時，溢流閥處于關(guān)閉狀態(tài)，僅在系統(tǒng)壓力大于其調(diào)定壓力時才開啟溢流，對系統(tǒng)起過載保護(hù)作用。（2）要求調(diào)壓范圍大、調(diào)壓偏差小、壓力振擺小、動作靈敏、過流能力大，噪聲小。（3）分類：根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，溢流閥可分為直動型和先導(dǎo)型兩類。一、溢流閥2023/2/2

滑閥式溢流口，端面測壓

2、直動型溢流閥

直動型溢流閥因閥口和測壓面結(jié)構(gòu)型式不同，形成了三種基本結(jié)構(gòu)。無論何種結(jié)構(gòu)，均是由調(diào)壓彈簧和調(diào)壓手柄、溢流閥口、測壓面等三個部分構(gòu)成。錐閥式溢流口，端面測壓

錐閥式溢流口，錐面測壓

直動式溢流閥是作用在閥芯上的主油路液壓力與調(diào)壓彈簧力直接相平衡的溢流閥。第四節(jié)壓力控制閥

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錐閥式直動型溢流閥特點：

直動型溢流閥結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高；但因壓力直接與調(diào)壓彈簧力平衡，不適于在高壓、大流量下工作。

錐閥芯與面測壓調(diào)壓手柄第四節(jié)壓力控制閥

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直動型溢流閥與符號的對應(yīng)關(guān)系

溢流閥的符號閥口閥口測壓面測壓孔3、先導(dǎo)型溢流閥

由先導(dǎo)閥和主閥構(gòu)成

（1）工作原理及圖形符號先導(dǎo)閥開始溢流后，主閥再溢流實現(xiàn)壓力調(diào)節(jié)。根據(jù)主閥芯不同分一節(jié)、二節(jié)、三節(jié)同心式。三節(jié)同芯先導(dǎo)型溢流閥

閥口處同芯活塞處同芯導(dǎo)向處同芯第四節(jié)壓力控制閥

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出油口P2進(jìn)油口P1主閥芯主閥口導(dǎo)閥芯先導(dǎo)級固定節(jié)流孔調(diào)壓手柄調(diào)壓彈簧主閥彈簧②二節(jié)同芯先導(dǎo)型溢流閥閥口處同芯導(dǎo)向處同芯第四節(jié)壓力控制閥

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第四節(jié)壓力控制閥

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（2）先導(dǎo)式溢流閥特點

第四節(jié)壓力控制閥

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反應(yīng)不如直動式溢流閥靈敏；和直動式相比，主閥彈簧比較軟（復(fù)位）；遠(yuǎn)程控制口K的特殊用途接換向閥作“卸荷”用T遠(yuǎn)程調(diào)壓原理先導(dǎo)式溢流閥部分P先導(dǎo)式溢流閥部分遠(yuǎn)程調(diào)壓閥遠(yuǎn)程調(diào)壓閥25MPa25MPa32MPa32MPa輸出25MPa第四節(jié)壓力控制閥

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4、溢流閥靜態(tài)特性（1）直動式閥口壓力第四節(jié)壓力控制閥

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設(shè)：P為進(jìn)口處壓力，A為閥芯承壓面積，F(xiàn)s為彈簧作用力，F(xiàn)bs為軸向穩(wěn)態(tài)液動力，忽略摩擦力等，則閥芯的受力平衡方程：第四節(jié)壓力控制閥

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第四節(jié)壓力控制閥

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閥口流量q第四節(jié)壓力控制閥

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上式為壓力流量特性方程溢流特性曲線壓力流量特性(p―q特性)又稱溢流特性，表示溢流閥在某一調(diào)定壓力下工作時，溢流量的變化與閥進(jìn)口實際壓力的關(guān)系。第四節(jié)壓力控制閥

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（2）先導(dǎo)式第四節(jié)壓力控制閥

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對同一個溢流閥.其開啟特性總是優(yōu)于閉合特性。這主要是由于在開啟和閉合兩種運動過程中，摩擦力的作用方向相反所致；由于先導(dǎo)式溢流閥主閥彈簧起復(fù)位作用（壓力由先導(dǎo)閥彈簧調(diào)定），故主閥彈簧剛度很?。ê苘洠?，所以當(dāng)溢流量變化引起閥芯移動時，F(xiàn)s變化也比較小，即P變化比較小，所以靜態(tài)調(diào)壓偏差比直動式小，開啟比較直動式大。理想溢流特性曲線；開啟特性和閉合特性的差值——不靈敏區(qū)；開啟壓力，閉合壓力的規(guī)定。（3）幾個問題第四節(jié)壓力控制閥

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5、溢流閥的應(yīng)用（1）作溢流閥用（調(diào)壓穩(wěn)壓）：維持系統(tǒng)壓力恒定；（2）做安全閥（限壓）：過載保護(hù)；（3）作背壓閥：產(chǎn)生回油阻力；（4）先導(dǎo)式溢流閥可實現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥和卸荷。第四節(jié)壓力控制閥

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二、減壓閥分定值減壓閥、定比減壓閥、定差減壓閥。若入口壓力為p1，出口壓力為p2，定值：出口壓力p2為定值；定比：p2/p1為定值；定差：p1-p2為定值。1、功用和要求以定值減壓閥為例（1）功用：維持出口壓力恒定，可用于不同泵供多支不同壓力油路。（2）要求：出口壓力維持恒定，不受進(jìn)口壓力及流量大小的影響。2、工作原理以定值減壓閥為例（1）直動式第四節(jié)壓力控制閥

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當(dāng)出口壓力p2未達(dá)到彈簧調(diào)定壓力時，閥芯不動，閥口保持接通；當(dāng)出口壓力p2大于調(diào)定壓力時，閥芯上移，閥口開度變小，p2減小至調(diào)定壓力。溢流閥先導(dǎo)式減壓閥黑三角代表先導(dǎo)型液壓控制阻尼孔閥口（2）先導(dǎo)式第四節(jié)壓力控制閥

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第四節(jié)壓力控制閥

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（3）性能分析（以直動式減壓閥為例）

如果忽略主閥芯的自重以、摩擦力、液動力，則主閥芯的力平衡方程式為：

第四節(jié)壓力控制閥

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（4）先導(dǎo)式減壓閥和先導(dǎo)式溢流閥的比較減壓閥出口壓力不變，溢流閥進(jìn)口壓力不變；不工作時，減壓閥進(jìn)出油口互通，而溢流閥工作時進(jìn)出油口互通；溢流閥出油口接油箱，減壓閥接二次油路；溢流閥彈簧腔泄油口和回油口一起接油箱，而減壓閥須單獨接油箱。3、定比減壓閥第四節(jié)壓力控制閥

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如圖所示，在穩(wěn)定狀態(tài)時，忽略閥芯所受到的穩(wěn)態(tài)液動力、閥芯自重和摩擦力可得到閥芯力平衡方程式為第四節(jié)壓力控制閥

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4、減壓閥的應(yīng)用（1）利用減壓閥實現(xiàn)一個油源供多支路不同壓力；（2）因其穩(wěn)定的輸出壓力，保持加緊缸的壓力恒定，避免加緊力過大而夾壞工件；（3）穩(wěn)壓，以免壓力波動而引起誤操作。第四節(jié)壓力控制閥

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三、順序閥1、功用及分類（1）功用

順序閥是利用油液壓力作為控制信號實現(xiàn)油路的通斷，以控制執(zhí)行元件順序動作的壓力閥。常用于控制多個元件順序動作。（2）分類外控式/內(nèi)控式、外泄式/內(nèi)泄式，直動式/先導(dǎo)式第四節(jié)壓力控制閥

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內(nèi)控內(nèi)泄（直動）內(nèi)控外泄（直動）外控內(nèi)泄（直動）外控外泄（直動）第四節(jié)壓力控制閥

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2、順序閥工作原理（1）直動式（內(nèi)控外泄）直動式順序閥是作用在閥芯上的主油路液壓力與調(diào)壓彈簧力直接相平衡的順序閥。順序閥的符號直動型順序閥與符號的對應(yīng)關(guān)系

閥口測壓孔測壓孔測壓面測壓面泄油口泄油口進(jìn)油口進(jìn)油口出油口出油口泄油口L泄油口L出油口P2出油口P2進(jìn)油口P1（2）先導(dǎo)式先導(dǎo)式順序閥與符號的對應(yīng)關(guān)系

先導(dǎo)式順序閥符號閥口閥口測壓孔測壓孔測壓面測壓面開關(guān)指令第四節(jié)壓力控制閥

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（3）先導(dǎo)式順序閥和先導(dǎo)式溢流閥的比較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。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。順序閥的進(jìn)口壓力由液壓系統(tǒng)工況來決定，當(dāng)進(jìn)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(jìn)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(jìn)口最高壓力由調(diào)壓彈簧來限定。由于液流溢回油箱，所以損失了液體的全部能量，而希望順序閥的壓力降越小越好。第四節(jié)壓力控制閥

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3、順序閥的性能要求和溢流閥相仿，要求調(diào)壓偏差小，內(nèi)泄漏小。4、順序閥的應(yīng)用

直動式順序閥由于啟閉特性不如先導(dǎo)式順序閥好，所以直動式順序閥多應(yīng)用于低壓系統(tǒng)，先導(dǎo)型順序閥多應(yīng)用于中、高壓系統(tǒng)。它們的作用是：

1)用以實現(xiàn)多缸的順序動作。

2)作背壓閥用。

3)作平衡閥用。在平衡回路中連接一單向順序閥，以保持垂直設(shè)置的液壓缸不會因自重而下落。

4)作卸荷閥用。將外控順序閥的出口通油箱，使液壓泵在工作需要時可以卸荷。第四節(jié)壓力控制閥

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第四節(jié)壓力控制閥

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壓力控制閥的比較：壓力繼電器是利用油液的壓力來啟閉電氣觸點的液壓電氣轉(zhuǎn)換元件。

壓力繼電器在壓力達(dá)到調(diào)定值時，發(fā)出電信號，控制電氣元件動作。壓力繼電器有柱塞式、膜片式、彈簧管式和波紋管式四種結(jié)構(gòu)形式。

柱塞式壓力繼電器的結(jié)構(gòu)和圖形符號如圖所示，當(dāng)進(jìn)油口P處油液壓力達(dá)到壓力繼電器的調(diào)定壓力時，作用在柱塞1上的液壓力通過頂桿2的推動，合上微動電器開關(guān)4，發(fā)出電信號。圖中，L為泄油口。改變彈簧的壓縮量，可以調(diào)節(jié)繼電器的動作壓力。

4、壓力繼電器第四節(jié)壓力控制閥

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圖

壓力繼電器壓力繼電器符號進(jìn)油口電器開關(guān)原理測壓面調(diào)壓彈簧電器開關(guān)調(diào)壓螺絲柱塞當(dāng)壓力超過彈簧力時，頂桿推動電器開關(guān)，發(fā)出電信號第五節(jié)流量控制閥

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分類：普通節(jié)流閥、調(diào)速閥、旁通式調(diào)速閥。功用：通過改變節(jié)流口通流面積或通流通道的長短來改變局部阻力的大小，從而實現(xiàn)對流量的控制，進(jìn)而改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運動速度。特點：在定量泵供油節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，須將流量控制閥與溢流閥配合使用，以將多余的油量排回油箱。性能要求閥的壓力差變化時，通過閥的流量變化小。油溫變化時，流量變化小。流量調(diào)節(jié)范圍大，在小流量時不易堵塞，能得到很小的穩(wěn)定流量。當(dāng)閥全開時，通過閥的壓力損失要小。閥的泄漏量要小。對于高壓閥來說，還希望其調(diào)節(jié)力矩要小。第五節(jié)流量控制閥

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一、普通節(jié)流閥1、工作原理軸向三角槽式節(jié)流閥1—頂蓋；2—推桿；3—導(dǎo)套；4—閥體；5—閥芯；6—彈簧；7—