液壓和氣壓傳動技術(shù)第五章液壓控制元件

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、流量和流動方向，從而控制液壓執(zhí)行元件的啟動、停止、運(yùn)動方向、速度、作用力等，滿足液壓設(shè)備對各工況的要求。5.1液壓閥概述5.1.1液壓閥的分類方向控制閥壓力控制閥流量控制閥按操縱方式手動機(jī)動電動液動電液動按用途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對液壓閥的要求動作靈敏，工作可靠，工作時(shí)沖擊和振動?。挥鸵和ㄟ^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方向。

分類：單向閥、換向閥。5.2.1單向閥作用：控制油路通斷。正向?qū)?，反向截止?-閥心，2-閥體，3-彈簧1、普通單向閥普通單向閥：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:2.液控單向閥作用：1）控制口通油箱時(shí)，同普通單向閥；2）控制口通壓力油時(shí)，液流可正反向自由通過?！嘁粋€(gè)控制油口K圖形符號: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，反向可以流通液控單向閥：K口通油，反向可以流通液控單向閥換向閥利用閥心與閥體相對位置的改變，控制相應(yīng)油路的通、斷或變換油液的方向，以實(shí)現(xiàn)對執(zhí)行元件運(yùn)動方向的控制。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、機(jī)動、電動、液動、電液動。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。3.換向原理及圖形符號1)換向閥結(jié)構(gòu)及圖形符號二位三通閥二位二通閥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。3）換向原理左位:右位:中位:P→A,B→O,活塞右移；P、A、B、O均不通，活塞靜止；P→B,A→O,活塞左移。換向閥：滑閥式換向閥動畫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5.幾種常用的換向閥手動換向閥機(jī)動換向閥（行程閥）電磁換向閥液動換向閥電

液

動

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、通過壓力信號實(shí)現(xiàn)控制。5.3.1溢流閥（Reliefvalve）按結(jié)構(gòu)型式分：直動式溢流閥

先導(dǎo)式溢流閥

1）直動型溢流閥：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。直動型溢流閥PT符號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，又簡稱減壓閥。

2）按結(jié)構(gòu)不同有直動型和先導(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）用于順序動作回路：圖示為一定位與夾緊回路，其前進(jìn)的動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)的壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號輸出的元件。壓力繼電器作用：通過壓力繼電器內(nèi)的微動開關(guān)，自動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，因此壓下微動開關(guān)觸頭的壓力(開啟壓力〉與微動開關(guān)復(fù)位的壓力(閉合壓力)存在一個(gè)差值，此差值對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，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