液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)第五章液壓控制元件課件

第五章液壓控制閥5.1液壓閥概述5.2方向控制閥5.3壓力控制閥5.4流量控制閥液壓控制閥群圖

在液壓系統(tǒng)中，液壓控制閥用來控制油液的壓力、流量和流動(dòng)方向，從而控制液壓執(zhí)行元件的啟動(dòng)、停止、運(yùn)動(dòng)方向、速度、作用力等，滿足液壓設(shè)備對(duì)各工況的要求。5.1液壓閥概述按控制方式定值或開關(guān)控制閥電液比例控制閥電液伺服控制閥數(shù)字閥按連接方式管式板式疊加式插裝式按結(jié)構(gòu)球閥滑閥錐閥5.1.2對(duì)液壓閥的要求動(dòng)作靈敏，工作可靠，工作時(shí)沖擊和振動(dòng)小；油液通過時(shí)壓力損失??；密封性能好，內(nèi)泄露少，無外泄露；結(jié)構(gòu)緊湊，安置、調(diào)試、維護(hù)方便，通用性好。5.2方向控制閥功用：用以控制液流通斷或油液流動(dòng)方向。

分類：?jiǎn)蜗蜷y、換向閥。普通單向閥：正向流通普通單向閥：反向截止應(yīng)用：1）分隔油路以防干擾（開啟壓力0.03-0.05MPa）；2）作背壓閥用（開啟壓力0.3-0.6MPa）。圖形符號(hào):液控單向閥：K口不通油普通單向閥一樣液控單向閥液控單向閥：正向流通液控單向閥液控單向閥液控單向閥：K口通油，反向可以流通5.2.2換向閥利用閥心與閥體相對(duì)位置的改變，控制相應(yīng)油路的通、斷或變換油液的方向，以實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)方向的控制。1.基本概念位：是指換向閥閥芯的工作位置。通：是指換向閥的油口數(shù)。常態(tài)位：僅在彈簧彈力作用下閥芯所處的工作位置。2.換向閥的分類按閥芯結(jié)構(gòu)分：滑閥、球閥、錐閥。按操縱方式分：手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)、電液動(dòng)。按工作位置分：二位、三位、四位、五位等。按通路數(shù)分：二通、三通、四通、五通等。按位、通分：二位二通、二位三通、三位三通、三位四通等。二位四通閥二位五通閥三位四通閥三位五通閥2）圖形符號(hào)含義：用方格數(shù)表示閥的工作位置數(shù)。一個(gè)方格內(nèi)，箭頭或“⊥”與方格的交點(diǎn)數(shù)為油口通路數(shù)。箭頭表示油口相通，“⊥”表示油口不通?？刂品绞胶蛷?fù)位彈簧符號(hào)畫在方格兩側(cè)。P－進(jìn)油口，T－回油口，A、B－兩工作油口。三位閥的中位，二位閥靠有彈簧的那位為常態(tài)位。換向閥：滑閥式換向閥動(dòng)畫ABPTPTAB換向閥換位ABPTPTAB

4.三位閥的中位機(jī)能O型P型M型H型Y型K型機(jī)動(dòng)換向閥（行程閥）電磁換向閥液動(dòng)換向閥電

液

動(dòng)

換

向

閥換向閥的操作方式5.3壓力控制閥定義：在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，控制液壓油壓力高低的液壓閥稱之為壓力控制閥，這類閥的共同點(diǎn)主要是利用在閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的原理來工作的。壓力控制閥的作用：1、用來控制液壓系統(tǒng)中油液壓力；1)溢流閥2)減壓閥

3)順序閥4)壓力繼電器2、通過壓力信號(hào)實(shí)現(xiàn)控制。5.3.1溢流閥（Reliefvalve）按結(jié)構(gòu)型式分：直動(dòng)式溢流閥

先導(dǎo)式溢流閥

1）直動(dòng)型溢流閥：結(jié)構(gòu)如右圖所示，壓力由彈簧設(shè)定，當(dāng)油的壓力超過設(shè)定值時(shí)，提動(dòng)頭上移，油液就從溢流口流回油箱，并使進(jìn)油壓力等于設(shè)定壓力。由于壓力為彈簧直接設(shè)定，一般當(dāng)安全閥使用。直動(dòng)型溢流閥PT符號(hào)PT

2）先導(dǎo)型溢流：結(jié)構(gòu)如圖4－18所示，由主閥和先導(dǎo)閥兩部分組成，主要特點(diǎn)是利用主閥平衡活塞上下兩腔油液壓力差和彈簧力相平衡。先導(dǎo)型溢流閥調(diào)節(jié)螺釘錐閥錐閥座調(diào)壓彈簧閥體主閥芯主閥體主閥彈簧遙控口K進(jìn)油口P出油口TPT符號(hào)先導(dǎo)型溢流閥工作原理先導(dǎo)型溢流閥工作原理先導(dǎo)型溢流閥工作原理

1）作溢流閥用：在定量泵的液壓系統(tǒng)中如圖（a）所示，常利用流量控制閥調(diào)節(jié)進(jìn)入液壓缸的流量，多余的壓力油可經(jīng)溢流閥流回油箱，這樣可使泵的工作壓力保持定值?！耙缌鏖y（Reliefvalve）”主要用途：

2）作安全閥用：（b）所示液壓系統(tǒng)，在正常工作狀態(tài)下，溢流閥是關(guān)閉的，只有在系統(tǒng)壓力大于其調(diào)整壓力時(shí)，溢流閥才被打開溢流，對(duì)系統(tǒng)起過載保護(hù)作用。3）遠(yuǎn)程壓力控制回路：從較遠(yuǎn)距離的地方來控制泵工作壓力的回路，如圖所示回路壓力維持在3MPa。遙控溢流閥的調(diào)定壓力一定要低于主溢流閥調(diào)定壓力，否則等于將主溢流閥引壓口堵塞。

4）多級(jí)壓力切換回路：如圖利用電磁換向閥可調(diào)出三種回路壓力，注意最大壓力一定要在主溢流閥上設(shè)定。5.3.2減壓閥（Reducingvalve）

減壓閥應(yīng)用：當(dāng)回路內(nèi)有兩個(gè)以上液壓缸，其中之一需要較低的工作壓力，同時(shí)其它的液壓缸仍需高壓運(yùn)作時(shí)，此刻就得用減壓閥提供一較系統(tǒng)壓力為低的壓力給低壓缸。減壓閥工作原理：減壓閥是利用液流流過縫隙產(chǎn)生壓力損失，使其出口壓力低于進(jìn)口壓力的壓力控制閥。

減壓閥分類：1）按調(diào)節(jié)要求不同，有出口壓力為定值的定值減壓閥；進(jìn)出口壓力差不便的定差減壓閥；進(jìn)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，又簡(jiǎn)稱減壓閥。

2）按結(jié)構(gòu)不同有直動(dòng)型和先導(dǎo)型兩種

1）結(jié)構(gòu)：如右圖所示，為先導(dǎo)型減壓閥，由主閥和先導(dǎo)閥組成，先導(dǎo)閥負(fù)責(zé)調(diào)定壓力，主閥負(fù)責(zé)減壓作用。1.減壓閥結(jié)構(gòu)及工作原理：

2）工作原理：進(jìn)口壓力油經(jīng)主閥閥口流至出口，出口壓力油引至主閥芯下腔，然后進(jìn)入主閥芯上腔和先導(dǎo)閥前腔，當(dāng)出口壓力大于減壓閥的調(diào)定壓力時(shí)，先導(dǎo)閥閥口開啟，主閥芯上移，主閥閥口縫隙關(guān)小，減壓閥才起減壓作用且保證出口壓力為穩(wěn)定不變。減壓閥動(dòng)畫

特點(diǎn)減壓閥是出口壓力控制，保證出口壓力為定值；減壓閥閥口常開，進(jìn)出油口相通；減壓閥有單獨(dú)的泄油口；減壓閥的出口壓力又去工作，壓力不為零。減壓閥與溢流閥一樣有遙控口。

2．減壓閥的應(yīng)用1）減壓回路：右圖為減壓回路，不管回路壓力多高，A缸壓力決不會(huì)超過3MPa。5.3.3順序閥（sequencevalve）

順序閥定義：是一種利用壓力控制閥口通斷的壓力閥，因用于控制多個(gè)執(zhí)行元件的動(dòng)作順序而得名。順序閥分類：按控制油來源不同分內(nèi)控和外控，按彈簧腔泄漏油引出方式不同分內(nèi)泄和外泄。順序閥有內(nèi)控外泄、內(nèi)控內(nèi)泄、外控外泄、外控內(nèi)泄四種類型。1、順序閥特點(diǎn)：內(nèi)控外泄順序閥與溢流閥相同之處：閥口常閉，進(jìn)口壓力控制閥口啟閉，但是該閥出口油液要去工作，所以有單獨(dú)的泄油口。內(nèi)控外泄順序閥用于多個(gè)執(zhí)行元件順序動(dòng)作。其進(jìn)口壓力先要達(dá)到閥的調(diào)定壓力，而出口壓力取決于負(fù)載。當(dāng)負(fù)載壓力高于閥的調(diào)定壓力時(shí)，進(jìn)口壓力等于出口壓力即負(fù)載壓力，閥口全開；當(dāng)負(fù)載壓力低于調(diào)定壓力時(shí)，進(jìn)口壓力等于調(diào)定壓力，閥的開口一定。2、順序閥的應(yīng)用1）用于順序動(dòng)作回路：圖示為一定位與夾緊回路，其前進(jìn)的動(dòng)作順序是先定位后夾緊，后退是同時(shí)退后。

2）起平衡閥的作用：在大形壓床上由于壓柱及上模很重，為防止因自重而產(chǎn)生的自走現(xiàn)象，必須加裝平衡閥（順序閥），如右圖示。5.3.4壓力繼電器壓力繼電器定義：壓力繼電器是一種將液壓系統(tǒng)的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出的元件。壓力繼電器作用：通過壓力繼電器內(nèi)的微動(dòng)開關(guān)，自動(dòng)接通或斷開電氣線路，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的順序控制或安全保護(hù)。壓力繼電器類型：柱塞式、彈簧管式和膜片式。

單觸點(diǎn)柱塞式壓力繼電器，主要零件包括柱塞1、調(diào)節(jié)螺帽2和電氣微動(dòng)開關(guān)3。如圖所示,壓力油作用在柱塞的下端，液壓力直接與上端彈簧力相比較。當(dāng)液壓力大于或等于彈簧力時(shí)，柱塞向上移壓下微動(dòng)開關(guān)觸頭，接通或斷開電氣線路。當(dāng)液壓力小于彈簧力時(shí)，微動(dòng)開關(guān)觸頭復(fù)位。顯然,柱塞上移將引起彈簧的壓縮量增加，因此壓下微動(dòng)開關(guān)觸頭的壓力(開啟壓力〉與微動(dòng)開關(guān)復(fù)位的壓力(閉合壓力)存在一個(gè)差值，此差值對(duì)壓力繼電器的正常工作是必要的，但不易過大。

5.4流量控制閥流量控制閥定義：是通過改變閥口大小來改變液阻實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)的閥。普通流量控制閥分類：包括節(jié)流閥、調(diào)速閥、溢流節(jié)流閥和分流集流閥。流量控制原理：通用節(jié)流方程為：q=KAΔpm常用節(jié)流口結(jié)構(gòu)有錐形、三角槽形、矩形、三角形等。由節(jié)流方程知，當(dāng)壓力差一定時(shí)，改變開口面積即改變液阻就可改變流量。右圖為節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)，油液由入口進(jìn)入，經(jīng)滑軸上的節(jié)流口后，由出口流出。調(diào)整手輪使滑軸軸向移動(dòng)，以改變節(jié)流口節(jié)流面積的大小，從而改變流量大小達(dá)到調(diào)速的目的。圖中油壓平衡用孔道在于減小作用于手輪上的力，使滑軸上下油壓平衡。5.4.2節(jié)流閥：（Throttlevalve）節(jié)流閥節(jié)流閥節(jié)流閥入口、出口壓差Q=KA

pmK節(jié)流系數(shù)A過流面積流量特性方程pm孔口形狀指數(shù)4．3．3調(diào)速閥：調(diào)速閥能在負(fù)載變化的狀況下，保持進(jìn)口、出口壓力差恒定。右圖調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)，由定差減壓閥和普通節(jié)流閥組成

其動(dòng)作原理說明如下：壓力油Pl進(jìn)入調(diào)速閥后，先經(jīng)過定差減壓閥的閥口x(壓力由p1減至p2〉,然后經(jīng)過節(jié)流閥閥口y流出,出口壓力為p3。從圖中可以看到,節(jié)流閥進(jìn)出口壓力p2、p3經(jīng)過閥體上的流道被引到定差減壓閥閥芯的兩端(p3引到閥芯彈簧端,p2引到閥芯無彈簧端),作用在定差減壓閥芯上的力包括液壓力、彈簧力。調(diào)速閥工作時(shí)的靜態(tài)方程如下