第5章液壓控制閥1

第5章：液壓控制閥液壓控制閥對(duì)液壓系統(tǒng)所需的液體壓力、流動(dòng)方向、流量大小進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，以滿足執(zhí)行元件克服外部載荷、改變運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度的要求。結(jié)構(gòu)性能原理應(yīng)用學(xué)習(xí)注意四個(gè)要點(diǎn)2/3/20231武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院主要內(nèi)容5.1概述5.2方向控制閥5.3壓力控制閥5.4流量控制閥5.5插裝閥5.6電液比例控制閥2/3/20232武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院5.1概述液壓閥的基本結(jié)構(gòu)與原理液壓閥的分類液壓閥的性能參數(shù)對(duì)液壓閥的基本要求2/3/20233武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院液壓閥的

基本結(jié)構(gòu)與原理液壓閥基本結(jié)構(gòu)包括閥芯、閥體和驅(qū)動(dòng)閥芯在閥體內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的裝置。驅(qū)動(dòng)裝置可以是手調(diào)機(jī)構(gòu)，也可以是彈簧或電磁鐵，有時(shí)還作用有液壓力?；竟ぷ髟砝瞄y芯在閥體內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)來控制閥口的通斷及閥口的大小，實(shí)現(xiàn)壓力、流量和方向的控制。流經(jīng)閥口的流量q與閥口前后壓力差Δp和閥口面積A

有關(guān)，始終滿足壓力流量方程；作用在閥芯上的力是否平衡則需要具體分析。2/3/20234武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院液壓閥的分類根據(jù)結(jié)構(gòu)形式分類滑閥滑閥為間隙密封，閥芯與閥口存在一定的密封長度，因此滑閥運(yùn)動(dòng)存在一個(gè)死區(qū)。錐閥錐閥閥芯半錐角一般為12°～20°，閥口關(guān)閉時(shí)為線密封，密封性能好且動(dòng)作靈敏。球閥性能與錐閥相同。2/3/20235武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院根據(jù)用途不同分類液壓閥的分類壓力控制閥用來控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)液流壓力的閥類，如溢流閥、減壓閥、順序閥等。流量控制閥用來控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)液流流量的閥類，如節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流集流閥、比例流量閥等方向控制閥用來控制和改變液壓系統(tǒng)液流方向的閥類，如單向閥、液控單向閥、換向閥等。2/3/20236武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院根據(jù)控制方式不同分類液壓閥的分類定值或開關(guān)控制閥被控制量為定值的閥類，包括普通控制閥、插裝閥、疊加閥。比例控制閥被控制量與輸入信號(hào)成比例連續(xù)變化的閥類，包括普通比例閥和帶內(nèi)反饋的電液比例閥。伺服控制閥被控制量與（輸出與輸入之間的）偏差信號(hào)成比例連續(xù)變化的閥類，包括機(jī)液伺服閥和電液伺服閥。數(shù)字控制閥用數(shù)字信息直接控制閥口的啟閉，來控制液流的壓力、流量、方向的閥類，可直接與計(jì)算機(jī)接口，不需要D/A轉(zhuǎn)換器。2/3/20237武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院根據(jù)安裝連接形式不同分類管式連接閥體進(jìn)出口由螺紋或法蘭與油管連接。安裝方便。

疊加式是板式連接閥的一種發(fā)展形式。

板式連接閥體進(jìn)出口通過連接板與油管連接。便于集成。插裝式將閥芯、閥套組成的組件插入專門設(shè)計(jì)的閥塊內(nèi)實(shí)現(xiàn)不同功能。結(jié)構(gòu)緊湊。液壓閥的分類2/3/20238武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院液壓閥的性能參數(shù)

公稱通徑代表閥的通流能力的大小，對(duì)應(yīng)于閥的額定流量。與閥的進(jìn)出油口連接的油管應(yīng)與閥的通徑相一致。閥工作時(shí)的實(shí)際流量應(yīng)小于或等于它的額定流量，最大不得大于額定流量的1.1倍。額定壓力閥長期工作所允許的最高壓力。對(duì)壓力控制閥，實(shí)際最高壓力有時(shí)還與閥的調(diào)壓范圍有關(guān)；對(duì)換向閥，實(shí)際最高壓力還可能受它的功率極限的限制。2/3/20239武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院對(duì)液壓閥的基本要求動(dòng)作靈敏，使用可靠，工作時(shí)沖擊和振動(dòng)要小。閥口全開時(shí)，液流壓力損失要??；閥口關(guān)閉時(shí)，密封性能要好。所控制的參數(shù)（壓力或流量）要穩(wěn)定，受外干擾時(shí)變化量要小。結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)試、維護(hù)方便，通用性要好。2/3/202310武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院液壓控制閥的集成塊2/3/202311武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院液壓卡緊現(xiàn)象從理論上講，閥芯換向只要克服閥芯與閥體的摩擦力以及復(fù)位彈簧的彈力就可移動(dòng)。但是，由于閥芯幾何形狀的偏差以及閥芯與閥體的不同心，在中、高壓控制油路中，當(dāng)閥芯停止一段時(shí)間后或換向時(shí)，閥芯在操縱動(dòng)力作用下不移動(dòng)，或操縱動(dòng)力解除后，恢復(fù)彈簧不能使閥芯復(fù)位，這種現(xiàn)象叫做液壓卡緊現(xiàn)象。閥芯的卡緊現(xiàn)象是由于閥芯所受徑向力不平衡所造成，它會(huì)使操縱費(fèi)力，液壓動(dòng)作失靈，故必須盡可能地排除產(chǎn)生卡緊的因素。

提高幾何精度開環(huán)形均壓槽解決措施2/3/202312武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院5.2方向控制閥解決液流的定向、換向、鎖閉問題。每個(gè)通油口只有兩種狀態(tài)：非通即斷它包括單向閥和換向閥。單向閥有普通單向閥和液控單向閥。換向閥按操作閥芯運(yùn)動(dòng)的方式可分為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁動(dòng)、液動(dòng)、電液動(dòng)等。2/3/202313武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院

一普通單向閥

普通單向閥是只允許液流一個(gè)方向流動(dòng)，反向則被截止的方向閥。要求正向液流通過時(shí)壓力損失小，反向截止時(shí)密封性能好。圖形符號(hào)左端進(jìn)油，壓力油作用在閥芯左端，克服右端彈簧力使閥芯右移，閥口開啟，油液從右端流出；若右端進(jìn)油，壓力油與彈簧同向作用，將閥芯緊壓在閥座孔上，閥口關(guān)閉，油液被截止不能通過。正向開啟壓力只需（0.03～0.05）MPa，反向截止時(shí)為線密封，且密封力隨壓力增高而增大，密封性能良好。開啟后進(jìn)出口壓力差（壓力損失）為（0.2～0.3）MPa.。2/3/202314武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院一普通單向閥2/3/202315武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院安裝在泵的出口，一方面防止壓力沖擊影響泵的正常工作，另一方面防止泵不工作時(shí)系統(tǒng)油液倒流經(jīng)泵回油箱。用來分隔油路以防止高低壓干擾。安裝在執(zhí)行元件的回油路上，使回油具有一定背壓。作背壓閥的單向閥應(yīng)更換剛度較大的彈簧，其正向開啟壓力為（0.3～0.5）MPa。與其他的閥組成單向節(jié)流閥、單向減壓閥、單向順序閥等，使油液一個(gè)方向流經(jīng)單向閥，另一個(gè)方向流經(jīng)節(jié)流閥等。普通單向閥應(yīng)用2/3/202316武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院一液控單向閥當(dāng)控制油口不通壓力油時(shí)，油液只能從p1→p2；當(dāng)控制油口通壓力油時(shí)，正、反向的油液均可自由通過。根據(jù)控制活塞上腔的泄油方式不同分為內(nèi)泄式和外泄式。圖形符號(hào)2/3/202317武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院一雙液控單向閥當(dāng)液壓系統(tǒng)一條通路的油液從A腔進(jìn)人時(shí)，依靠油液壓力自動(dòng)將左邊的閥芯推開，使A腔的油流到A1。同時(shí),將中間的控制活塞向右推，將右邊的閥芯頂開，使B腔與B1腔相溝通，把原來封閉在B1腔中的油液通過B腔排出?？傊褪钱?dāng)一個(gè)油腔是正向進(jìn)油時(shí)，另一個(gè)油腔就是反向出油，反之亦然。液壓鎖將兩個(gè)液控單向閥布置在同一個(gè)閥體內(nèi)，稱為雙液控單向閥，也叫液壓鎖。2/3/202318武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院液控單向閥

應(yīng)用示例液控單向閥在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍很廣，主要利用液控單向閥錐閥良好的密封性。2/3/202319武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院換向閥是利用閥芯在閥體孔內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使油路接通或切斷而改變油流方向的閥。二換向閥換向閥的分類按結(jié)構(gòu)形式按閥體連通的主油路數(shù)按閥芯在閥體內(nèi)的工作位置按閥芯定位方式滑閥式、轉(zhuǎn)閥式、球閥式兩通、三通、四通…等兩位、三位、四位等按操作閥芯運(yùn)動(dòng)的方式手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁動(dòng)、液動(dòng)、電液動(dòng)等鋼球定位式、彈簧復(fù)位式2/3/202320武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院二換向閥

--典型結(jié)構(gòu)分析2/3/202321武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院閥芯臺(tái)肩和閥體沉割槽可以是兩臺(tái)肩三沉割槽，也可以是三臺(tái)肩五沉割槽。當(dāng)閥芯運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過閥芯臺(tái)肩開啟或封閉閥體沉割槽，接通或關(guān)閉與沉割槽相通的油口。

閥芯與閥體孔配合處為臺(tái)肩，閥體孔內(nèi)溝通油液的環(huán)形槽為沉割槽。閥體在沉割槽處有對(duì)外連接油口?；y式換向閥的結(jié)構(gòu)2/3/202322武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院二換向閥⑵換向原理二位四通換向閥“位”——閥芯的工作位置；“通”——通油口數(shù)

術(shù)語2/3/202323武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院1）用方框表示閥的工作位置，有幾個(gè)方框就表示幾“位”。2）一個(gè)方框上與外部相連接的主油口數(shù)有幾個(gè)，就表示幾“通”。3）用方框內(nèi)的箭頭表示該位置上油路處于接通狀態(tài)，但箭頭方向不一定表示液流的實(shí)際流向。4）方框內(nèi)的符號(hào)“┳”或“┻”表示此通路被閥芯封閉，即不通。5）通常換向閥與系統(tǒng)供油路連接的油口用P表示，與回油路連接的回油口用T表示，而與執(zhí)行元件相連接的工作油口用字母A、B表示。6）換向閥都有二個(gè)或二個(gè)以上的工作位置，其中一個(gè)為常態(tài)位，即閥芯未受到操縱力作用時(shí)所處的位置。圖形符號(hào)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。繪制液壓系統(tǒng)圖時(shí)，油路一般應(yīng)連接在換向閥的常態(tài)位上。圖形符號(hào)的含義2/3/202324武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院2/3/202325武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院