液壓閥工作原理及動(dòng)畫

第五章液壓控制閥本章重點(diǎn)：

1、液壓閥作用、類型及共同點(diǎn)；2、單向閥、液控單向閥工作原理及應(yīng)用；滑閥式換向閥換向原理，“位”、“通”、“滑閥機(jī)能（中位機(jī)能）”、操縱方式與應(yīng)用；3、溢流閥、減壓閥、次序閥、壓力繼電器工作原理及應(yīng)用；1/634、節(jié)流閥特性、主要構(gòu)造和工作原理；調(diào)速閥典型構(gòu)造、工作原理；5、各控制元件圖形符號(hào)。1、溢流閥、減壓閥工作原理；2、調(diào)速閥構(gòu)造及工作原理。本章難點(diǎn)：2/63第一節(jié)概述

一、液壓閥作用

液壓閥是用來控制液壓系統(tǒng)中油液壓力、流量和液體流動(dòng)方向。二、液壓閥分類按功能分：方向控制閥（單向閥、換向閥）壓力控制閥（溢流閥、減壓閥、次序閥、壓力繼電器）流量控制閥（節(jié)流閥、調(diào)速閥）3/63（1）在構(gòu)造上，所有閥都有閥體、閥芯（轉(zhuǎn)閥或滑閥）和驅(qū)使閥芯動(dòng)作部件（如彈簧、電磁鐵）組成。共同點(diǎn)：按操縱方式分：手動(dòng)和腳踏、機(jī)動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)、電液動(dòng)等。（2）在工作原理上，所有閥開口大小，閥進(jìn)、出口壓差以及流過閥流量之間關(guān)系都符合孔口流量公式，僅是多種閥控制參數(shù)各不相同而已。4/63三、對(duì)液壓閥基本要求（1）動(dòng)作敏捷，使用可靠，工作時(shí)沖擊和振動(dòng)小。（2）油液流過壓力損失小。（3）密封性能好。（4）構(gòu)造緊湊，安裝、調(diào)整、使用、維護(hù)方便，通用性大。5/63第二節(jié)方向控制閥

類型：?jiǎn)蜗蜷y、換向閥

一、單向閥

類型：一般單向閥、液控單向閥1、一般單向閥

作用：只允許油液沿一種方向流動(dòng)，不允許油液反向倒流（起止回作用）。6/63對(duì)單向閥性能要求：

（1）正向?qū)〞r(shí)，壓力損失要??；構(gòu)造與工作原理單向閥（2）反向截止時(shí)，密封性要好。7/632、液控單向閥作用：（1）起止回作用；（2）必要時(shí)解除逆止，允許油液反向通過。

構(gòu)造與工作原理：8/633、單向閥用途

（1）止回作用：安裝在泵出口，pk=0.3～0.5bar（2）作背壓閥用:避免液壓缸前沖或爬行，使系統(tǒng)工作平穩(wěn)。pk=2～6bar（3）作鎖緊裝置用：起重機(jī)支腿、夾緊回路等。（4）保持控制油路有必要壓力：pk≥p液控（5）作復(fù)合閥使用：?jiǎn)蜗蚬?jié)流閥、單向次序閥、單向減壓閥、單向調(diào)速閥等。（6）局部回路作安全閥使用：pk＞p換熱器正常工作阻力9/63二、換向閥作用：利用閥芯相對(duì)于閥體間相對(duì)位置變化，使油路接通、關(guān)斷，或變化油流方向，從而使液壓執(zhí)行元件啟動(dòng)、停頓或變換運(yùn)動(dòng)方向。1、對(duì)換向閥性能要求（1）油液導(dǎo)通時(shí)壓力損失要小；（2）油液斷開時(shí)泄漏要小；（3）閥芯換位時(shí)操縱力要小。10/632、類型按閥芯形狀分類

滑閥【包括控制部分、主體部分（位、通）】轉(zhuǎn)閥位：為變化液流方向，閥芯相對(duì)于閥體不一樣工作位置數(shù)（二位、三位），一種“□”表達(dá)一種位。通：換向閥與液壓系統(tǒng)油路相連主油口數(shù)（二通、三通、四通、五通），在一種“□”內(nèi)，“↑”或“⊥”與方框交點(diǎn)數(shù)。按閥安裝方式分類：管式、板式、法蘭式。11/63按操縱方式分類：。手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電動(dòng)、彈簧控制、液動(dòng)、液壓先導(dǎo)控制、電液動(dòng)等。12/633、換向閥主體構(gòu)造與工作原理PAB13/63工作原理動(dòng)畫演示14/633、幾個(gè)典型換向閥構(gòu)造①手動(dòng)換向閥

15/63②機(jī)動(dòng)換向閥

又稱行程閥。它是借助于安裝在工作臺(tái)上擋鐵或凸輪來迫使閥芯移動(dòng)。一般是二位，有二通、三通、四通和五通幾個(gè)，其中二位二通機(jī)動(dòng)閥又分常閉和常開兩種。16/63③電磁換向閥

工作原理：利用電磁鐵通電吸合與斷電釋放而直接推進(jìn)閥芯來控制液流方向。類型：直流（E，24V或100V）交流（D，36V或220V或380V）濕式干式電磁換向閥17/63構(gòu)造：18/63（1）動(dòng)作迅速，操作輕便，便于遠(yuǎn)距離控制；（2）因受電磁鐵尺寸與推力限制，僅能控制小流量（不大于63l/min）液流；（3）電磁鐵通斷電需電信號(hào)控制：如設(shè)備中按鈕開關(guān)、限位開關(guān)、行程開關(guān)等；（4）換向快，易產(chǎn)生液壓沖擊。特點(diǎn)：

19/63④液動(dòng)換向閥

工作原理：利用控制油路油液壓力來變化閥芯位置換向閥。構(gòu)造：20/63特點(diǎn)：

（1）換向速度易于控制，構(gòu)造簡(jiǎn)單、動(dòng)作平穩(wěn)可靠；（2）由于液壓驅(qū)動(dòng)力大，適用于大流量場(chǎng)所；（3）其控制油路必須有開關(guān)或換向裝置。⑤電液動(dòng)換向閥組成電磁閥：電磁閥負(fù)責(zé)液動(dòng)閥控制油路換向，起先導(dǎo)作用。

液動(dòng)閥：負(fù)責(zé)主油路換向。

21/63構(gòu)造及工作原理

22/63電液動(dòng)換向閥23/63（1）換向平穩(wěn)無沖擊；（2）允許通過流量大。（國(guó)產(chǎn)：32MPa，1250l/min;進(jìn)口：40MPa，2023l/min）特點(diǎn)：4、換向閥滑閥機(jī)能

常態(tài)位：

換向閥閥芯未受到外部操縱力作用時(shí)所處位置。滑閥機(jī)能：

閥芯處于常態(tài)位（原始位置）時(shí)各油口連通方式。如二位閥有“常通型”、“常斷型”。中位機(jī)能：

三位換向閥閥芯在中間位置時(shí)，各油口連通方式，稱為換向閥中位機(jī)能。24/63三位換向閥常用中位機(jī)能：

“O”、“H”、“M”、“P”、“K”、“Y”型。25/63

例：指出下列圖形符號(hào)錯(cuò)誤，并給予改正。26/63第三節(jié)壓力控制閥作用：用來控制液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中油液壓力，以滿足執(zhí)行元件所要求力和轉(zhuǎn)矩。類型：溢流閥、減壓閥、次序閥、壓力繼電器等。共同點(diǎn)：利用作用在閥芯上液壓力和彈簧力相平衡原理工作。27/63一、溢流閥

類型：

直動(dòng)式、先導(dǎo)式

作用：

（1）在不停溢流過程中保持系統(tǒng)壓力恒定，起穩(wěn)壓和溢流作用（py=p系統(tǒng)，閥口常開）；（2）避免液壓系統(tǒng)過載，起安全保護(hù)作用（py=1.1～1.2pmax，閥口常閉）。（一）溢流閥基本構(gòu)造及其工作原理

1、直動(dòng)式溢流閥

工作原理：

直接利用液壓力與彈簧力相平衡，以控制閥芯啟閉動(dòng)作，從而確保進(jìn)油口壓力基本恒定。28/63①pA＜Fs=kx0時(shí)，閥芯不動(dòng)，溢流閥關(guān)閉；②由于qp＞q節(jié)，故節(jié)流閥前壓力p↑，當(dāng)pA=Fs，閥芯上移，溢流閥打開溢流。此時(shí)qpq節(jié)29/63p↓→h↓→qy↓→p↑

p↑→h↑→qy↑→p↓使壓力p穩(wěn)定在調(diào)定值附近。進(jìn)油口出油口30/63特點(diǎn)：③構(gòu)造簡(jiǎn)單、便宜，但工作時(shí)易產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。職能符號(hào)：

①閥芯所受液壓力全靠彈簧力平衡，故當(dāng)系統(tǒng)壓力很高時(shí)，彈簧必須很硬，造成構(gòu)造粗笨，調(diào)壓不輕便。一般用于壓力不大于2.5MPa低壓系統(tǒng)中，作安全閥或背壓閥使用。②由于慣性或負(fù)載變化，造成qy變化，即開口度h變化，由于k很大，因此p不穩(wěn)定，穩(wěn)壓精度差；31/632、先導(dǎo)式溢流閥

構(gòu)造：先導(dǎo)調(diào)壓部分：控制主閥溢流壓力主閥部分：溢流工作原理：利用主閥芯上下兩端液體壓力差與彈簧力相平衡原理來進(jìn)行壓力控制。P2P132/63①當(dāng)p2A錐＜Ft錐，錐閥關(guān)閉；P2P1此時(shí)，p1=p2，即p2A＋Ft主＞p1A，主閥芯關(guān)閉不溢流，且主閥彈簧很軟就能確保主閥芯關(guān)閉；②當(dāng)p↑至p2A錐＞Ft錐，錐閥打開，一小部分油液自阻尼小孔流回油箱；由于阻尼下降，p1＞p2，當(dāng)（p1－p2）差增大至（p1－p2）A＞Ft主時(shí)，主閥芯打開溢流；③穩(wěn)定工作時(shí)，p2A錐＝k錐（x2+Δx2）；（p1－p2）A＝k主（x1+Δx1）由于主閥彈簧和錐閥彈簧都很軟，即k很小，因此，當(dāng)閥開度變化時(shí)，壓力變化小，穩(wěn)壓精度高。33/63特點(diǎn)：

④主閥芯采取錐面閥座式構(gòu)造密封，沒有搭合量，動(dòng)作敏捷。①由于錐閥作用面積很小，雖然壓力很高，彈簧剛度仍不大，調(diào)壓輕便；②由于主閥彈簧很軟，因此溢流量變化時(shí)，壓力波動(dòng)小。靜態(tài)特性好；③能適應(yīng)多種不一樣調(diào)壓范圍要求；34/63討論：

①堵塞主閥阻尼孔：P2P1造成系統(tǒng)壓力建立不起來；②堵塞錐閥座小孔：造成系統(tǒng)過載，出現(xiàn)壓力超調(diào)現(xiàn)象；③遠(yuǎn)程控制口K接油箱：造成系統(tǒng)在低壓下卸荷；④遠(yuǎn)程控制口K接另一調(diào)壓閥：若py2＜py1,系統(tǒng)壓力取決于py2。35/63職能符號(hào)：

（二）溢流閥應(yīng)用場(chǎng)所

1、起穩(wěn)壓和溢流作用（閥口常開）

在定量泵進(jìn)油或回油節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中36/632、起安全保護(hù)作用（閥口常閉）變量泵液壓系統(tǒng)、定量泵旁路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)和非節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)。37/633、起卸荷作用4、作背壓閥使用38/635、作吸取換向沖擊使用

6、可實(shí)現(xiàn)多級(jí)調(diào)壓和遠(yuǎn)程調(diào)壓39/63二、減壓閥

1、作用（1）減壓：減少液壓系統(tǒng)某支路（控制油路、夾緊回路、潤(rùn)滑回路等）壓力。（2）穩(wěn)壓：穩(wěn)定液壓系統(tǒng)某支路壓力。

2、類型

按功能分定值減壓閥：定差減壓閥：定比減壓閥：確保閥出口壓力為定值。確保閥進(jìn)、出油口壓差為定值。確保閥進(jìn)、出油口壓力比為定值。按構(gòu)造分直動(dòng)式先導(dǎo)式（常用）40/63直動(dòng)式減壓閥41/633、先導(dǎo)式定值減壓閥構(gòu)造及工作原理

構(gòu)造通過主閥芯上下移動(dòng)，調(diào)整減壓孔口節(jié)流損失，確保出口壓力恒定。先導(dǎo)調(diào)壓部分：主閥部分：給定閥出口壓力值。工作原理：

（1）減壓：節(jié)流口（2）穩(wěn)壓：閥芯穩(wěn)定工作時(shí)，若p2↑

，等式左邊大于右邊，閥芯上移，閥口開度減小，Δp增加，，造成p2↓。p342/63討論：

(1)若p2＜pJ

（減壓閥調(diào)定壓力），錐閥關(guān)閉，閥芯上下兩端液壓力相等，主閥芯在彈簧作用下處于開度最大位置，不起減壓作用；

（2）若p1＜pJ

，錐閥關(guān)閉，閥芯上下兩端液壓力相等，主閥芯在彈簧作用下處于開度最大位置，不起減壓作用；

節(jié)流口p343/63職能符號(hào)：

44/63例：一夾緊油路如圖所示，若溢流閥調(diào)整壓力py＝5MPa，減壓閥調(diào)整壓力pJ＝2.5MPa，試分析夾緊缸活塞空載運(yùn)動(dòng)時(shí)A、B兩點(diǎn)壓力各為多少?減壓閥閥芯處于什么狀態(tài)？夾緊時(shí)活塞停頓運(yùn)動(dòng)后，A、B兩點(diǎn)壓力又各為多少？減壓閥閥芯又處于什么狀態(tài)?到系統(tǒng)ABpypJ45/63到系統(tǒng)ABpypJ解：在活塞為空載運(yùn)動(dòng)期間，pB=0，這時(shí)減壓閥中先導(dǎo)閥關(guān)閉，主閥芯處于開口最大位置，若不考慮流過減壓閥壓力損失，則pA=0。夾緊時(shí)，活塞停頓運(yùn)動(dòng)，pB=2.5MPa。這時(shí)減壓閥中先導(dǎo)閥打開，主閥芯開口很小。而液壓泵輸出油液中僅有很少許流過減壓閥中先導(dǎo)閥，絕大部分經(jīng)溢流閥流回油箱。則pA=5MPa。46/634、先導(dǎo)式減壓閥和先導(dǎo)式溢流閥不一樣之處：③為確保減壓閥出口壓力調(diào)定值恒定，先導(dǎo)閥彈簧腔需通過泄油口單獨(dú)外接油箱；而溢流閥出油口是通油箱，因此它導(dǎo)閥彈簧腔和泄漏油可通過閥體上通道和出油口相通，無須單獨(dú)外接油箱。①減壓閥保持出口壓力基本不變，而溢流閥保持進(jìn)口處壓力基本不變。②在不工作時(shí)，減壓閥進(jìn)、出油口互通，而溢流閥進(jìn)出油口不通。47/63三、次序閥

1、作用：

利用油路本身壓力變化來控制閥口啟動(dòng)，達(dá)成油路通斷，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件次序動(dòng)作，它一般不控制系統(tǒng)壓力。直控次序閥2、類型：外（液控）控次序閥按控制方式按構(gòu)造直動(dòng)式先導(dǎo)式3、構(gòu)造與工作原理：48/63直動(dòng)式先導(dǎo)式49/63單向次序閥外控次序閥50/634、先導(dǎo)式次序閥和先導(dǎo)式溢流閥不一樣之處：(1)溢流閥進(jìn)口壓力在通流狀態(tài)下基本不變。而次序閥一般不控制系統(tǒng)壓力。(2)溢流閥為內(nèi)泄漏，而次序閥需單獨(dú)引出泄漏通道，為外泄漏。(3)溢流閥出口必須回油箱，次序閥出口可接負(fù)載。51/63

壓力繼電器是一種將油液壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)電液控制元件，四、壓力繼電器52/63第四節(jié)流量控制閥

作用：

依靠變化閥口通流面積(節(jié)流口局部阻力)大小或通流通道長(zhǎng)短來控制流量，從而實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件所要求運(yùn)動(dòng)速度。一般節(jié)流閥、調(diào)速閥、單向節(jié)流閥、單向調(diào)速閥等。類型：53/63一、流量控制原理及節(jié)流口形式1、影響流量穩(wěn)定性原因

※節(jié)流口一般有三種基本形式:薄壁小孔、細(xì)長(zhǎng)小孔和短孔?！P(guān)系式：q=KAΔp