液壓與氣動(dòng)課件第4章控制閥

教材主編鄒建華吳定智許小明課件制作鄒建華第3章液壓控制閥閥的作用和分類(lèi)方向控制閥壓力控制閥流量控制閥其他控制閥液壓控制閥的作用3.各種閥都可以看成一個(gè)液阻，只要有液體流過(guò)就會(huì)產(chǎn)生壓力降（壓力損失）和溫度升高現(xiàn)象。

1.均由閥體、閥芯、驅(qū)動(dòng)和調(diào)節(jié)裝置等部分組成；2.都是利用閥芯和閥體的相對(duì)位移來(lái)改變通流面積，從而控制壓力、流向和流速，因此，都符合小孔流量公式:3.控制流量大小2.控制壓力高低1.控制油液流動(dòng)方向液壓控制閥的共性4.1閥的作用和分類(lèi)液壓控制閥的分類(lèi)

（3）流量控制閥如：節(jié)流閥、調(diào)速閥等（2）壓力控制閥

如：溢流閥、減壓閥、順序閥等

（1）方向控制閥如：?jiǎn)蜗蜷y、換向閥等

1.按用途分4.1閥的作用和分類(lèi)2.按操縱方式分（1）手動(dòng)閥（如：手把、手輪、踏板、杠桿等）（2）機(jī)動(dòng)閥（如：彈簧、液壓、氣動(dòng)、檔塊等）（3）電動(dòng)閥（如：電磁鐵控制、電－液聯(lián)合控制等）3.按連接方式分（1）管式連接（如：螺紋連接、法蘭連接）（2）板式及疊加式（如：?jiǎn)螌影?、雙層板、整體板塊式、疊加閥）（3）插裝式（如：螺紋式插裝、法蘭式插裝）4.1閥的作用和分類(lèi)對(duì)液壓控制閥的基本要求（4）結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)整、使用、維護(hù)方便，通用性好。（3）密封性能好；（2）油液流過(guò)時(shí)壓力損失?。唬?）動(dòng)作靈敏，使用可靠，工作時(shí)沖擊和振動(dòng)??；4.1閥的作用和分類(lèi)

方向控制閥的作用是控制流體的流動(dòng)方向。它是利用閥心和閥體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)通路的接通或斷開(kāi)，以滿足系統(tǒng)的要求。方向控制閥包括4.2方向控制閥4.2.1單向閥4.2.2換向閥

1.普通單向閥功用：只允許油液正向流動(dòng)，不許反流。

對(duì)普通單向閥的主要要求：主要用途：（1）選擇液流方向；（2）區(qū)分高低壓油；（3）保護(hù)泵正常工作（將單向閥安裝在泵的出口處，防止系統(tǒng)壓力突然升高而損壞泵）。（2）動(dòng)作靈敏，工作時(shí)無(wú)撞擊和噪聲。（1）通過(guò)液流時(shí)壓力損失要小，而反向截止時(shí)密封性要好；4.2.1單向閥普通單向閥結(jié)構(gòu)管式單向閥板式單向閥1-閥體；2-閥芯；3-彈簧普通單向閥圖形符號(hào)普通單向閥工作原理3彈簧2閥體1閥芯

液體從P1流入時(shí)，克服彈簧力推動(dòng)閥心，使通道接通，流體從P2流出；當(dāng)流體從反向流入時(shí)，流體的壓力和彈簧力將閥心壓在閥座上，流體不能通過(guò)。3彈簧2閥體1閥芯閥芯為球閥的普通單向閥功用：正向流通，反向受控流通

結(jié)構(gòu)：普通單向閥+液控裝置

2.液控單向閥1-控制活塞；2-錐閥芯；3-卸荷閥芯單向閥的應(yīng)用(1)區(qū)分高低壓油1-低壓泵2-高壓泵(2)普通單向閥裝在液壓泵出口，防止油液倒流而損壞液壓泵。單向閥的應(yīng)用(3)防止液壓缸下滑，起安全保護(hù)作用(4)普通單向閥安裝在回油管上作背壓閥。單向閥用作背壓閥時(shí)開(kāi)啟壓力為0.2～0.6MPa液控單向閥的應(yīng)用(2)作為充油閥使用(1)保持壓力

換向閥是利用閥心在閥體中的相對(duì)位置的變化，使各流體通路之間（與該閥體相連接的流體通路）實(shí)現(xiàn)接通或斷開(kāi)以改變流動(dòng)方向，從而控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。

4.2.2換向閥機(jī)床工作臺(tái)液壓系統(tǒng)活塞左移活塞右移換向閥的分類(lèi)分類(lèi)方法類(lèi)型按閥芯相對(duì)閥運(yùn)動(dòng)方式分轉(zhuǎn)閥、滑閥按閥的操縱方式分手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁、液動(dòng)、電液動(dòng)等按閥的工作位置數(shù)分二位、三位等按控制的通道數(shù)分二通、三通、四通、五通等轉(zhuǎn)閥

滑閥式換向閥位數(shù):閥心相對(duì)于閥體的工作位置數(shù)。

通數(shù):閥體對(duì)外連接的主要油口數(shù)。

把閥芯在中間位置時(shí)各油口的連通情況稱(chēng)為換向閥的中位機(jī)能。換向閥的位置數(shù)與通路符號(hào)三位換向閥中位機(jī)能換向閥的結(jié)構(gòu)手動(dòng)換向閥是利用手動(dòng)杠桿來(lái)改變閥芯位置實(shí)現(xiàn)換向。彈簧自動(dòng)復(fù)位式：適用于動(dòng)作頻繁、工作持續(xù)時(shí)間短的場(chǎng)合，操作比較安全，常用于工程機(jī)械的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。鋼珠定位式手動(dòng)換向閥可以固定在某個(gè)工作狀態(tài)下工作。(1)手動(dòng)換向閥(1)手動(dòng)換向閥機(jī)動(dòng)換向閥又稱(chēng)為行程閥。機(jī)動(dòng)換向閥通常是二位的。二位二通換向閥又分為常閉（不通）和常開(kāi)（接通）兩種。⑵機(jī)動(dòng)換向閥機(jī)動(dòng)換向閥

電磁鐵按使用電源不同，可分為交流和直流兩種。按銜鐵工作腔是否有油液又可分為“干式”和“濕式”。⑶電磁換向閥電磁換向閥

液動(dòng)換向閥是利用控制油路的壓力油來(lái)改變閥芯位置的換向閥。 ◆閥芯是由其兩端密封腔中油液的壓差來(lái)移動(dòng)的。⑷液動(dòng)換向閥三位四通液動(dòng)換向閥

電液換向閥是由電磁滑閥和運(yùn)動(dòng)滑閥組合而成，即由電磁換向閥和液動(dòng)換向閥組成。 ★電磁滑閥起先導(dǎo)作用，稱(chēng)為電磁先導(dǎo)閥。 ★具有單向節(jié)流閥（阻尼器） ★電液換向閥多用在大流量和要求換向精度較高的液壓系統(tǒng)。⑸電液換向閥電液換向閥

4.3壓力控制閥4.3.1溢流閥4.3.2減壓閥4.3.3順序閥4.3.4壓力繼電器作用：控制液壓系統(tǒng)壓力或利用壓力作為信號(hào)來(lái)控制其它元件動(dòng)作。分類(lèi)：1.限制液壓系統(tǒng)的最高壓力如：安全閥

2.穩(wěn)定液壓系統(tǒng)中某處的壓力值（或者壓力差，壓力比等）如：溢流閥、減壓閥

3.利用液壓力作為信號(hào)控制其動(dòng)作如：順序閥、壓力繼電器等。結(jié)構(gòu)：閥體、閥心、彈簧、調(diào)節(jié)螺帽等共同工作原理：利用作用于閥心上的液壓力與彈簧力相平衡的原理進(jìn)行工作。4.3壓力控制閥作用：穩(wěn)壓溢流或安全保護(hù)。

分類(lèi)直動(dòng)式

先導(dǎo)式

4.3.1溢流閥直動(dòng)式溢流閥這樣也就調(diào)整了溢流閥進(jìn)口處的油液壓力p。職能符號(hào)圖1.調(diào)節(jié)螺母2.彈簧3.上蓋4.閥芯5.閥體動(dòng)畫(huà)演示homego先導(dǎo)式溢流閥1—主閥彈簧2—主閥芯3—阻尼孔4—導(dǎo)閥閥芯5—導(dǎo)閥彈簧

職能符號(hào)圖homego直動(dòng)式溢流閥和先導(dǎo)式溢流閥

的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.溢流閥的閥口常閉。2.控制溢流閥的油液來(lái)自進(jìn)油口。3.泄漏油的方式，采用內(nèi)泄漏。4.與系統(tǒng)并聯(lián)使用。溢流閥的應(yīng)用(1)

1.用作系統(tǒng)調(diào)壓閥2.用作系統(tǒng)安全閥

溢流閥的應(yīng)用(2)

3.用作遠(yuǎn)程調(diào)壓閥

溢流閥的應(yīng)用(3)4.使主油路卸荷溢流閥的應(yīng)用(4)作用：

減低液壓系統(tǒng)中某一部分的壓力，使這部分能得到比泵輸出壓力低的穩(wěn)定壓力。分類(lèi)：

定值減壓閥、定差減壓閥和定比減壓閥。 也有直動(dòng)式和先導(dǎo)式的區(qū)分。（一）定值減壓閥

結(jié)構(gòu)：直動(dòng)式、先導(dǎo)式。4.3.2減壓閥定值減壓閥直動(dòng)式先導(dǎo)式減壓原理：利用油液經(jīng)過(guò)縫隙時(shí)產(chǎn)生壓力損失，使出口壓力低于進(jìn)口壓力，并保持恒定。定值減壓閥工作特性ks—彈簧剛度；xc－當(dāng)閥芯開(kāi)口XR=0時(shí)彈簧的預(yù)壓縮量

定差減壓閥ks—彈簧剛度；xc－當(dāng)閥芯開(kāi)口XR=0時(shí)彈簧的預(yù)壓縮量

定比減壓閥減壓閥的應(yīng)用直動(dòng)式內(nèi)控順序閥直動(dòng)式外控順序閥4.3.3順序閥先導(dǎo)式順序閥此不再重復(fù)。圖5-25直動(dòng)式外控順序閥圖5-26先導(dǎo)式順序閥順序閥的應(yīng)用三種壓力閥的比較溢流閥減壓閥順序閥卸油方式內(nèi)部泄油外部泄油外部泄油非工作狀態(tài)閥芯位置常斷常通常斷與執(zhí)行元件的連接方式并聯(lián)串聯(lián)串聯(lián)用途穩(wěn)定進(jìn)口壓力限制進(jìn)口壓力穩(wěn)定出口壓力順序動(dòng)作控制壓力來(lái)自于來(lái)自入口來(lái)自出口來(lái)自入口溢流閥、減壓閥、順序閥符號(hào)比較思考題泵的銘牌不清楚時(shí)，不用拆開(kāi)，如何判斷哪個(gè)是溢流閥和減壓閥及順序閥？能否將溢流閥做順序閥使用？答：第一步認(rèn)出減壓閥。減壓閥在靜止?fàn)顟B(tài)是常開(kāi)的，進(jìn)出油口相通；而溢流閥和順序閥在靜止?fàn)顟B(tài)是常閉的。根據(jù)這一特點(diǎn)，向各閥進(jìn)油口注入油液，能從出油口通暢地排油者，必是減壓閥。

由于溢流閥是內(nèi)部泄油，而順序閥是外部泄油，故溢流閥不能直接作順序閥使用。第二步判斷是溢流閥還是順序閥。這兩種閥按結(jié)構(gòu)不同都分直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種。直動(dòng)式溢流閥有2個(gè)油口：進(jìn)油口P，出油口T；直動(dòng)式順序閥還有1個(gè)外泄油口Y。所以油口數(shù)多的是順序閥，少的是溢流閥。先導(dǎo)式溢流閥有進(jìn)、出油口各1個(gè)，還有一個(gè)遠(yuǎn)控口，而且遠(yuǎn)控口不用時(shí)堵死，故從外表看只有2個(gè)孔。而先導(dǎo)式順序閥除了有進(jìn)、出油口外，還有1個(gè)泄油口和1個(gè)遠(yuǎn)控口。故油口多者是順序閥，少者是溢流閥。

壓力繼電器是一種將油液的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的電液控制元件。1—柱塞2—杠桿3—彈簧4—開(kāi)關(guān)4.3.4壓力繼電器4.4流量控制閥功用：通過(guò)改變閥口過(guò)流面積或通流通道的長(zhǎng)短來(lái)調(diào)節(jié)輸出流量，從而控制執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度。

分類(lèi)：普通節(jié)流閥、調(diào)速閥、溫度補(bǔ)償調(diào)速閥、溢流節(jié)流閥

節(jié)流口的流量特性●節(jié)流口可歸結(jié)為三種基本類(lèi)型：薄壁小孔細(xì)長(zhǎng)小孔厚壁小孔l/d≤0.5l/d＞40.5＜l/d≤4節(jié)流閥特性曲線

薄壁孔細(xì)長(zhǎng)孔影響流量穩(wěn)定性的因素有：（3）節(jié)流口的堵塞結(jié)論：薄壁小孔受△p變化的影響最小。

細(xì)長(zhǎng)孔——K反比于μ

（T變化μ變化C變化）

薄壁孔——K與μ無(wú)關(guān)

∴節(jié)流孔大都采用薄壁小孔

﹡產(chǎn)生原因

原有雜質(zhì)油液氧化生成物（如膠質(zhì)、瀝青等）

結(jié)果：造成系統(tǒng)執(zhí)行元件速度不穩(wěn)定（1）節(jié)流口前后的壓力差△p（2）油溫典型節(jié)流口的形式優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、容易制造、徑向力平衡

缺點(diǎn)：水力直徑小，通道長(zhǎng)，溫度變化對(duì)流量影響較大?！嘁话阌糜谛阅芤蟛桓叩膱?chǎng)合。閥體針閥針閥式共同點(diǎn)：由可動(dòng)部分（閥芯）和固定部分（閥體或閥套）組成，通過(guò)閥芯與閥體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)（軸向移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）來(lái)改變節(jié)流開(kāi)口的大小。偏心槽式優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、容易制造、缺點(diǎn)：通道長(zhǎng)，流量受溫度變化影響，且徑向力不平衡?！嘤糜诘蛪簣?chǎng)合。典型節(jié)流口的形式-偏心槽式軸向三角槽式優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、容易制造、水力直徑適中，徑向力平衡。

缺點(diǎn)：通道有一定長(zhǎng)度，流量受油溫變化影響，因性能較好，調(diào)節(jié)力小?！鄳?yīng)用很廣。典型節(jié)流口的形式-軸向三角槽式周向縫隙式優(yōu)點(diǎn)：壁薄，水力直徑大。缺點(diǎn)：閥心受徑向力不平衡力?！嘁话阌糜谛×髁繄?chǎng)合。典型節(jié)流口的形式-周向縫隙式軸向縫隙式優(yōu)點(diǎn)：壁更薄，水力直徑更大，不易堵塞，流量受溫度影響小。

缺點(diǎn)：仍受徑向力不平衡力。∴因優(yōu)點(diǎn)明顯大于缺點(diǎn)，應(yīng)用較上廣泛。典型節(jié)流口的形式-軸向縫隙式節(jié)流元件的作用液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度不變改變節(jié)流元件開(kāi)口的大小，即可改變通過(guò)節(jié)流元件的流量大小，多余的流量由溢流閥流回油箱。節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)１.普通節(jié)流閥手柄推桿彈簧閥芯節(jié)流口調(diào)速閥減壓閥節(jié)流閥p2p2p1p3p3p4Fs減壓口

節(jié)流口總結(jié)調(diào)速閥：定差減壓閥和節(jié)流閥的串聯(lián)組合。結(jié)論：由于減壓閥的自動(dòng)調(diào)節(jié)（起壓力補(bǔ)償?shù)淖饔茫?，使?jié)流閥的前后壓差保持不變，從而保持流量穩(wěn)定。必須指出的幾點(diǎn)：1.調(diào)速閥的壓力補(bǔ)償機(jī)構(gòu)——定差減壓閥在反向流動(dòng)時(shí)不起作用，因此調(diào)速閥只能單向應(yīng)用。2.調(diào)速閥中的定差減壓閥與前面介紹的定差減壓閥的區(qū)別：☆調(diào)速閥的定差減壓閥所控制的不是自身的前后壓力差，而是與其串聯(lián)的節(jié)流閥的前后壓力差?！钫{(diào)速閥的定差減壓閥為常開(kāi)結(jié)構(gòu)，前面介紹的定差減壓閥為常閉結(jié)構(gòu)。調(diào)速閥與節(jié)流閥的性能比較最小壓差△pmin

△p<△pmin

——相當(dāng)于節(jié)流閥

△p>△pmin

——流量不變

△pmin中低壓，=0.5MPa

高壓，=1Mpa

溫度補(bǔ)償調(diào)速閥組成：在上述調(diào)速閥中節(jié)流閥的推桿部分加上一根溫度補(bǔ)償桿（一般用聚氯已烯塑料），且將閥口變成薄刃形（軸向縫隙式）。

工作原理：利用溫度補(bǔ)償桿的熱脹冷縮補(bǔ)償流量。

p1p2k↑

q↑l↑節(jié)流口A↓q↓

T↑

從而使q穩(wěn)定

溢流節(jié)流閥

（旁通型調(diào)速閥）安全閥溢流閥節(jié)流閥液壓缸p1p1p2p2節(jié)流口p1調(diào)速閥與溢流節(jié)流閥的比較調(diào)速閥與溢流節(jié)流閥的比較調(diào)速閥溢流節(jié)流閥減壓閥和節(jié)流閥串聯(lián)溢流閥和節(jié)流閥并聯(lián)泵出口壓力保持恒壓。即閥的出口壓力為恒壓，不隨負(fù)載壓力的變化而變化泵出口壓力即閥進(jìn)口壓力是變化的。負(fù)載壓力越大，閥的進(jìn)口壓力就越高只有泵的部分流量流過(guò)閥。減壓閥芯運(yùn)動(dòng)時(shí)阻力較小泵的全部流量都流過(guò)閥，溢流閥芯運(yùn)動(dòng)時(shí)阻力較大，溢流閥彈簧較硬節(jié)流口上的壓力差較小，約為0.1～0.3MPa節(jié)流口上下游的壓力差較大，約為0.3～0.5