液壓與氣動技術 教案 項目五 液壓控制元件

項目五液壓控制元件項目五液壓控制元件課程名稱液壓與氣動技術項目5項目名稱液壓控制元件課時2項目描述液壓系統(tǒng)中用來控制和調節(jié)液體流動的方向、壓力高低和流量大小的液壓元件稱為液壓控制元件，又稱為液壓控制閥。液壓控制閥分為三大類：方向控制閥、壓力控制閥和流量控制閥。方向控制閥是用來控制液壓系統(tǒng)中各油路通、斷或改變液流方向，從而控制液壓執(zhí)行元件的啟動、停止或改變其運動方向的閥類；壓力控制閥是用于控制系統(tǒng)中油液壓力或利用油液壓力的變化實現(xiàn)控制的閥類；流量控制閥是通過改變閥口通流面積大小來調節(jié)通過閥的流量，從而控制液壓執(zhí)行元件運動速度的閥類。本項目通過對三類閥的類型、結構特點、工作原理、圖形符號和應用場合等介紹，使學生能夠利用各種控制閥設計、組裝、調試常用的基本回路。學習目標知識目標：①掌握液壓控制閥的分類和組成結構。②掌握各種液壓控制閥的工作原理和性能參數(shù)。③記住各種液壓控制閥的職能符號。④掌握液壓控制閥的選擇原則和方法。能力目標：①能識別各種液壓控制閥。②能選用各種液壓控制閥進行基礎回路的設計。③能分析回路中各處的壓力值。④能計算通過閥口的流量。⑤能正確分析各種換向回路的換向原理。素質目標：①培養(yǎng)良好的設備維護和保養(yǎng)意識。②樹立良好的文明生產(chǎn)、安全操作意識,具備良好的團隊合作能力。③培養(yǎng)自主學習獲取信息的能力，決策與規(guī)劃的能力，評價執(zhí)行結果的能力。④弘揚勞動精神、奮斗精神、奉獻精神、創(chuàng)造精神、勤儉節(jié)約的精神。職業(yè)能力①會分析液壓控制閥的常見故障并進行排除。②會調試運行液壓基礎回路。③會查閱液壓手冊、檢索收集資料。④會根據(jù)回路要求選擇不同的控制閥搭建回路。教學過程主要教學內容備注任務一初步認識液壓控制閥10min【任務概述】了解液壓控制元件的類型、基本參數(shù)及工作要求。【知識與技能】在液壓系統(tǒng)中，液壓控制元件(簡稱液壓閥)是用來控制液壓系統(tǒng)中油液的壓力、流量和流動方向，從而滿足液壓執(zhí)行元件對壓力、速度和方向控制的要求。液壓控制閥雖然種類繁多，但是它們之間有一些基本共同點。(1)在結構上，所有的液壓控制閥都由閥體、閥芯和驅動閥芯動作的裝置(如彈簧、電磁鐵)三部分組成。(2)所有的液壓控制閥都利用閥芯和閥體的相對運動來控制閥口的通斷及開口大小，實現(xiàn)對壓力、流量和方向控制的，因此，都符合小孔流量公式，qCApm，可通過此式(3)各種液壓控制閥都可以看成一個液阻，只要有液體流過它就會產(chǎn)生壓力降(壓力損失)和溫度升高現(xiàn)象。一、液壓控制閥的分類液壓閥可按用途、操縱方式和結構特征等進行分類。(1)液壓閥按用途分類液壓閥按用途可分為：方向控制閥、壓力控制閥、流量控制閥三大類。方向控制閥是用來控制液壓系統(tǒng)中液流方向或通斷的閥類，如單向閥、換向閥等；壓力控制閥是用來控制和調節(jié)液壓系統(tǒng)液流壓力以及利用壓力實現(xiàn)控制的閥類，如溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器等；流量控制閥是用來控制和調節(jié)液壓系統(tǒng)液流流量的閥類，如節(jié)流閥、調速閥等。(2)液壓閥按操縱方式分類液壓閥按操縱方式可分為：手動閥、機動閥、液動閥、電磁閥和電液動閥等。手動閥又分為手輪、踏板、杠桿等操縱形式。(3)液壓閥按連接方式分類液壓閥按連接方式可分為：管式、板式、疊加式和插裝式等形式的閥。①管式連接閥液壓控制閥的油口為螺紋孔,可用螺紋管接頭與油管同其他元件連接,并由此固定在管路上。這種連接方式雖然簡單,但是剛度低,拆卸不方便,僅用于簡單液壓系統(tǒng)。②板式連接閥板式連接的液壓控制閥各油口均布置在同一安裝面上,且為光孔。它用螺釘固定在與液壓控制閥各油口有對應螺紋孔的連接板上,再通過板上的孔道或與板連接的管接頭和管道與其他元件連接。還可把幾個液壓控制閥用螺釘分別固定在一個集成塊的不同側面上,由集成塊上加工出的孔道連接各液壓控制閥組成回路。由于拆卸液壓控制閥時不必拆卸與液壓控制閥相連的其他元件,故這種連接方式應用最廣泛。③疊加閥是在板式閥集成化基礎上發(fā)展起來的，液壓控制閥的上、下面為連接結合面,各油口分別在這兩個面上,且同規(guī)格液壓控制閥的油口連接尺寸相同。每個液壓控制閥除其自身功能外,還起油路通道的作用,液壓控制閥相互疊裝組成回路.不需油管連接。這種連接結構緊湊。壓力損失小。④插裝閥這類液壓控制閥無單獨的閥體,只有由閥芯和閥套等組成的單元組件,單元組件插裝于塊體(可通用)的預制孔中,用連接螺紋或蓋板固定,并且塊內通道把各插裝式液壓控制閥連通組成回路，插裝塊體起到閥體和管路通道的作用。這是一種能靈活組裝的新型連接閥，結構緊湊，易于標準化。(4)液壓閥按結構形式分類在結構上主要表現(xiàn)為閥芯的形式不同，由此液壓閥可分為球閥、錐閥、滑閥和轉閥等。球閥結構簡單，但易產(chǎn)生振動和噪聲，如圖5.1(a)所示；錐閥閥口關閉時為線密封，密封性能好且動作靈敏，但制造安裝精度要求比較高，如圖5.1(b)所示；滑閥結構形式多樣，易于實現(xiàn)復雜的控制，如圖5.1(c)所示，滑閥閥芯與閥口存在一定的密封長度，滑閥運動存在一個死區(qū)，易于出現(xiàn)液壓卡緊現(xiàn)象，且滑閥為間隙密封，易出現(xiàn)泄漏；轉閥結構如圖5.1(d)所示。圖5.1液壓閥的結構形式(5)液壓閥按控制原理分類液壓閥按控制原理可分為：開關閥(普通閥)、數(shù)字閥、比例閥和伺服閥等。二、液壓控制閥的參數(shù)及型號1.液壓閥的參數(shù)液壓閥的參數(shù)主要有規(guī)格參數(shù)和性能參數(shù)，一般在出廠標牌上注明，它是選用液壓閥的基本依據(jù)。規(guī)格參數(shù)表示閥的大小，規(guī)定其適用范圍，一般用閥進、出油口的公稱通徑Dg表示，法定計量單位為mm，它只代表閥的通流能力的大小，與實際的尺寸不一定相等。如公稱通徑為32mm的溢流閥，其進出油口的實際尺寸是?28mm。公稱通徑對應于閥的額定流量，閥工作時的實際流量應小于或等于其額定流量，最大不能大于額定流量的1.1倍。性能參數(shù)表示閥工作的品質特征。如最大工作壓力、開啟壓力、允許背壓、壓力調整范圍、額定壓力損失、最小穩(wěn)定流量等。必要時給出特性曲線，如壓力-流量曲線、過渡過程曲線等，使參數(shù)間的對應關系更直觀、更全面。參數(shù)除在產(chǎn)品說明書、標牌上指明外，也反映在閥的型號中。2.液壓閥的型號型號是液壓閥的名稱、種類、規(guī)格、性能、輔助特點等內容的綜合標志，用一組規(guī)定的字母、數(shù)字、符號來表示。型號是行業(yè)技術語言的重要部分，也是選用和技術交流過程中常用的依據(jù)。3.液壓閥的職能符號液壓閥的職能符號是用簡略圖形表示的、能直觀表示元件的工作原理和職能的符號。見GB/T786.1-2021/ISO1219-1:2012《流體傳動系統(tǒng)及元件圖形符號和回路第1部分：圖形符號》中規(guī)定畫出的圖形符號。國標中每種液壓元件都有各自明確的圖形符號，一般液壓系統(tǒng)均由元件圖形符號繪出，個別的可以用結構原理表示。三、對液壓閥的基本要求(1)動作靈敏，工作可靠，工作時沖擊和振動要小，噪聲要低，使用壽命長。(2)閥口全開時,油液通過閥口時的壓力損失要小。(3)閥口關閉時，密封性能好，內泄漏少，不允許有泄漏。(4)所控制的參數(shù)（壓力和流量）穩(wěn)定，受外界干擾時變化量小。(5)結構緊湊，安裝、調試、維護方便，通用性好。【技能訓練】訓練1分析型號為YF3-E10B、34EF3O-E10B和LF3-E10B三種閥所代表的含義。（1）型號YF3-E10BYF代表溢流閥，3是結構代號，E是壓力等級為16MPa的代號，10代表公稱通徑為10mm，B代表閥是板式連接。（2）型號34EF3O-E10B34代表換向閥是三位四通，EF代表直流電磁鐵控制，3是結構代號，O是閥芯中位機能，E是壓力等級為16MPa的代號，10代表公稱通徑為10mm，B代表閥是板式連接。（3）型號LF3-E10BLF代表節(jié)流閥，3是結構代號，E是壓力等級為16MPa的代號，10代表公稱通徑為10mm，B代表閥是板式連接。任務二方向控制閥的使用20min【任務概述】掌握方向控制閥的作用、工作原理、圖形符號和方向閥的中位機能，熟悉方向控制閥的結構組成特點?！局R與技能】方向控制閥的基本工作原理是利用閥芯與閥體間相對位置的改變，實現(xiàn)油路間的通斷，以滿足系統(tǒng)對液流方向的要求。方向控制閥分為單向閥和換向閥兩類。一、單向閥在液壓系統(tǒng)中，單向閥按其用途可分為普通單向閥(簡稱單向閥)和液控單向閥兩種。單向閥的主要性能要求是：油液通過時壓力損失小,反向截止時密封性能好。1.普通單向閥普通單向閥的作用是控制油液只能按一個方向流動,反向則截止,故又稱止回閥,也簡稱單向閥。圖5.1(a)所示為普通單向閥的結構原理圖,圖5.1(b)所示為普通單向閥的圖形符號。由圖5.1(a)可知,普通單向閥由閥體1、閥芯2、彈簧3等組成。當壓力油從左端油口P1流人時,油液在閥芯左端面上產(chǎn)生的壓力克服彈簧3作用在閥芯上的力,使閥芯向右移動,打開閥口,并通過閥芯上的徑向孔a、軸向孔b從閥體右端油口P2流出。當油液從右端油口P2流入時,液壓力和彈簧力方向相同,使閥芯壓緊在閥座上,油液無法通過。錐閥閥芯與閥座孔為線密封，其密封力隨壓力的增高而增大，故密封性能良好。（a）管式連接單向閥（b）板式連接單向閥（c）圖形符號圖5.2單向閥1—閥體；2—閥芯；3~彈簧單向閥中的彈簧一般只起閥芯復位的作用，彈簧剛度較小，以免產(chǎn)生過大的壓力損失，因此，正向開啟壓力只需0.03?0.05MPa，此時，單向閥可裝在泵的出口處，防止系統(tǒng)中因液壓沖擊而影響到泵的正常工作，另外還可以用來分割油路，防止各油路工作中互相干擾。如果單向閥安裝在系統(tǒng)的回油路中，作為背壓閥使用，應該換上剛度較大的彈簧，使閥的開啟壓力達到0.2?0.6MPa，使回油具有一定的背壓，提高執(zhí)行元件的運動平穩(wěn)性。2.液控單向閥圖5.3所示為液控單向閥。液控單向閥由普通單向閥和液控裝置兩部分組成。當控制油口K處無壓力油通入時，它的工作機理與普通單向閥一樣，壓力油只能從油口p1流向油口p2，不能反向流動，此時它具有良好的反向密封性能。當控制油口通入壓力油時，因控制活塞1右腔a通泄油口L，油壓推動控制活塞向右移動，從而頂桿2頂開閥芯3，使通口p1和p2接通，油液就可以在兩個方向自由（a）結構原理圖（b）圖形符號圖5.3液控單向閥1-活塞；2-頂桿；3-閥芯液控單向閥具有良好的單向密封性,常用于執(zhí)行元件需要長時間保壓、鎖緊的情況,也常用于防止立式液壓缸停止運動時因自重而下滑以及速度換接回路中。這種回路中,液控單向閥也稱為液壓鎖。二、換向閥換向閥的作用是利用閥芯和閥體相對位置的改變,改變閥體上各油口間連通或斷開的狀態(tài)，變換油液流動的方向，從而使執(zhí)行元件啟動、停止或變換運動方向。換向閥的主要性能要求是,換向動作靈敏、可靠、平穩(wěn)、無沖擊;能獲得準確的終止位置;內部泄漏和壓力損失小。1.換向閥的工作原理與圖形符號滑閥式換向閥是液壓傳動中最主要的換向閥，下面以滑閥式換向閥的工作原理及圖形符號為例進行介紹。1)工作原理換向閥的工作原理如圖5.4所示,在圖示位置,液壓缸兩腔無壓力油,液壓缸停止運動。當閥芯1左移時,閥體2上的油口P與A連通,油口B與T連通,壓力油經(jīng)油口P、A進人液壓缸左腔,其活塞右移,右腔油液經(jīng)油口B、T回油箱。反之,若閥芯右移,則油口P與B連通,油口A與T連通.油缸的活塞左移。圖5.4液換向閥的工作原理1- 閥芯；2-閥體2)圖形符號一個換向閥完整的圖形符號包括工作位置數(shù)、通路數(shù)、在各個位置上油口的連通關系、操作方式、復位方式和定位方式等。換向閥圖形符號的含義如下：(1)用方框表示閥的工作位置，有幾個方框就表示閥芯相對于閥體有幾個工作位置，簡稱為“幾”位。兩個方框即二位,三個方框即三位。(2)閥體上與外部連接的主油口，稱為“通”（不包括控制油口和泄漏油口）。具有兩個、三個、四個或五個主油口的換向閥，分別稱為“二通閥”、“三通閥”“四通閥”或“五通閥”。通常用P表示壓力油進口，T表示與油箱相連的回油口，A和B表示與執(zhí)行元件連接的工作油口，泄漏油口則用字母L表示。（3)方框內的箭頭“↑”表示在這一位置上兩油口連通,但不表示流向,符號“┻”和“┳”表示通路被閥芯封閉，即該油路不通。(4)三位閥的中間位置和二位閥靠近彈簧的方框為閥的常態(tài)位置，在液壓系統(tǒng)圖中,換向閥與油路的連接一般應畫在常態(tài)位置上。在哪邊去推閥芯,通斷情況就畫在哪邊的方框中。表5.1列出了幾種常用滑閥式換向閥的結構原理圖和圖形符號。表5.1換向閥的結構原理圖和圖形符號2.換向閥的中位機能三位換向閥的閥芯在中間位置時,各油口間有不同的連通方式,可滿足不同的使用要求,這種連通方式稱為換向閥的中位機能。換向閥的閥體一般設計成通用件，對同規(guī)格的閥體配以臺肩結構、軸向尺寸及內部通孔等不同的閥芯可實現(xiàn)不同的中位機能。三位四通換向閥常見的中位機能型號、結構簡圖、符號及其特點見表5.2。三位五通換向閥的中位機能情況與此相仿。表5.2三位四通換向閥的中位機能型號、結構簡圖、符號及其特點從表中可以看出，不同的中位機能具有各自的特點。分析中位機能的特點，就是要分析液壓閥在中位時，或液壓閥在中位切換到其他位置（左位或右位）時對液壓泵和液壓執(zhí)行元件工作性能的影響。液壓閥是連接動力元件和執(zhí)行元件的，一般情況下，換向閥的入口接液壓泵，出口接液壓馬達或液壓缸。通?？紤]以下幾個因素：①系統(tǒng)保壓與卸荷當液壓閥的A、B口被堵塞時，系統(tǒng)保壓，這時的液壓泵可以用于多缸系統(tǒng)。如果液壓閥的P口與T口相通，這時液壓泵輸出的油液直接流回油箱，沒有壓力，稱為系統(tǒng)卸荷。②換向精度與平穩(wěn)性若A、B油口封閉，液壓閥從其他位置轉換到中位時，執(zhí)行元件立即停止，換向位置精度高，但液壓沖擊大，換向不平穩(wěn)；反之，若A、B油口都與T相通，液壓閥從其他位置轉換到中位時，執(zhí)行元件不易制動，換向位置精度低，但液壓沖擊小。③啟動平穩(wěn)性若A、B油口封閉，液壓執(zhí)行元件停止工作后，閥后的元件及管路充滿油液，重新啟動時較平穩(wěn)；若A、B油口與T相通，液壓執(zhí)行元件停止工作后，元件及管路中油液泄漏回油箱，執(zhí)行元件重新啟動時不平穩(wěn)。④液壓執(zhí)行元件“浮動” 液壓閥在中位時，靠外力可以使執(zhí)行元件運動來調整其位置，稱為“浮動”，例如A、B油口互通時的雙出桿液壓缸；或A、B、T口連通時等情況。3.幾種常用的換向閥滑閥有多種操縱方式，主要包括手動、機動、電磁動、液動、電液動等方式。（1）機動換向閥機動換向閥又稱為行程閥,如圖5.5所示。它利用安裝在運動部件上的擋塊或凸輪,推壓閥芯端部的滾輪使閥芯移動,從而使油路換向。這種閥通常為二位閥,并且用彈簧復位。機動換向閥結構簡單,換向時閥口逐漸關閉或打開,故其具有換向平穩(wěn)、可靠、位置精度高的優(yōu)點,其缺點是,它必須安裝在運動部件的附近，所以連接管路較長，使液壓裝置不夠緊湊。（a)外觀圖(b)結構原理圖(c)圖形符號圖5.5機動換向閥1、5—閥蓋；2—彈簧；3一閥體；4一閥芯；6—推桿；7—滾輪(a)外觀圖 (b)彈簧復位式 (c)鋼球定位式圖5.6手動換向閥1-手動杠桿；2-閥體；3-閥芯；4-彈簧；5-閥蓋；6-定位鋼球；7-定位彈簧(2)手動換向閥手動換向閥是用手動杠桿操縱閥芯換位的換向閥，如圖5.6所示。在圖示位置,油口P、A、B、T互不相通。當扳動手柄使閥芯2右移時,油口P與A連通,油口B與T連通。當扳動手柄使閥芯2左移時,油口P與B連通,油口A與T連通。當松開手柄1時,閥2在彈簧4的作用下,恢復其原來的位置(中間位置)。如果將這個閥的閥芯右端彈簧4的部位改為圖5.6(c)所示的形式,即可成為鋼球定位式，當用手柄扳動閥芯移動時,閥芯右邊的定位鋼球在彈簧的作用下,可定位在左、中、右任何一個位置上。前者主要用于動作頻繁，工作持續(xù)時間較短的場合；后者由于定位彈簧的作用使鋼球卡在定位槽中，換向后可以實現(xiàn)位置的保持，用于工作時間較長的場合。手動換向閥結構簡單，動作可靠，操作安全。一般情況下還可以人為地控制閥開口的大小，從而控制執(zhí)行元件的速度，在工程機械中得到廣泛應用。（3）電磁換向閥電磁換向閥是靠通電線圈對銜鐵的吸合推力操縱閥芯換位的換向閥。如圖5.7所示為閥芯為二臺肩結構的三位四通O型中位機能的雙電磁換向閥。此外還有單電磁換向閥，只是閥芯一側有電磁鐵。（a）外觀圖（b）圖形符號（c）結構原理圖圖5.7電磁換向閥1—閥體；2—閥芯；3一定位套；4—對中彈簧；5—擋圈；6—推桿；7—環(huán)；8—電磁鐵；9—銜鐵；10—隔磁套；11—插頭組件圖5.7所示的電磁換向閥在閥體的兩側各有一個電磁鐵和一個對中彈簧。當電磁鐵未通電時，閥芯2在左右兩個對中彈簧4的作用下位于中位，油口P、A、B、T均不相通;右邊電磁鐵通電，將銜鐵9向左吸引，通過推桿將閥芯推至左端，則P與B相通，A與T相通;同理當左側電磁鐵通電時，P口與A口相通、B口與T口相通。因此，通過控制左右電磁鐵的通電和斷電，就可以控制電磁換向閥油口的連通狀態(tài)。當左側的電磁鐵通電時，油口的通斷情況畫在圖形符號的左位；反之，右端電磁鐵通電時，油口的通斷情況畫在圖形符號的右位。電磁鐵有交流和直流之分，交流電磁鐵結構簡單、使用方便，啟動力大，動作快，但換向沖擊大，噪聲大，換向頻率不能太高（約30次/min），當閥芯被卡住或由于電壓低等原因吸合不上時，線圈易燒壞。直流電磁鐵需直流電源或整流裝置，但換向沖擊小，換向頻率允許較高（一般允許120次/min），而且有恒電流特性，電磁鐵吸合不上時線圈也不會燒壞，故工作可靠性高。還有一種本整型（本機整流型）電磁鐵，交流本整型的插座內本身帶有半波整流器件，能把接入的交流電整流后自用。電磁鐵按銜鐵工作腔是否有油液，又可分為“干式”和“濕式”。干式電磁鐵不允許油液進入電磁鐵內部，推動閥芯的推桿處要有可靠的密封，摩擦阻力大，運動有沖擊，噪聲大，使用壽命較短（一般只能工作50萬次到60萬次）；濕式電磁鐵其中裝有隔磁套10，回油可以進入隔磁套內，銜鐵在隔磁套內運動，閥體內沒有運動密封，閥芯運動阻力小，油液對銜鐵的潤滑和阻尼作用，使閥芯運動平穩(wěn)、噪聲小、使用壽命長（可以工作1000萬次以上），但其價格較貴。（4）液動換向閥電磁換向閥動作靈敏，易于實現(xiàn)自動控制，但電磁鐵吸力有限。當液壓閥規(guī)格較大，通過的流量大時，產(chǎn)生的液動力就很大，這時電磁力很難滿足換向要求。實際上，當換向閥的通徑大于10mm時，常采用液壓力來操縱閥芯換向。采用液壓力操縱閥芯換位的液壓閥稱為液動閥，如圖5.8為三位四通液動換向閥的結構原理圖和圖形符號，K1、K2為液控口。(a)外觀圖(b)結構原理圖(c)圖形符號圖5.8液動換向閥1—閥蓋；2—彈簧；3—彈簧座；4—閥體；5一閥芯（5）電液換向閥電液換向閥是由電磁換向閥和液動換向閥組成的復合閥，如圖5.9所示。電磁換向閥為先導閥，它用于改變控制油路的方向；液動換向閥為主閥，它用于改變主油路的方向。這種閥的優(yōu)點是，它集中了電磁換向閥和液動換向閥的優(yōu)點，可用反應靈敏的小規(guī)格電磁閥方便地控制大流量的液動閥換向。液動換向主閥主要采用彈簧對中方式，如圖5.8所示。作為先導閥的電磁換向閥的中位需采用Y型機能，保證在電磁鐵不通電時，液動換向閥的左、右控制腔連通油箱，消除液壓力影響，保證彈簧力可靠對中。(a)外觀圖(b)結構原理圖詳細符號簡化符號(c)圖形符號圖5.9電液換向閥在電液換向閥的先導閥和主閥之間，常設一對阻尼調節(jié)器，它們可以是疊加式單向節(jié)流閥。當控制油進入主閥芯的控制腔時需經(jīng)單向閥，控制油流出時需經(jīng)節(jié)流閥(出油節(jié)流調速），通過調節(jié)節(jié)流閥的開口,控制閥芯的換向速度?！炯寄苡柧殹坑柧?分析圖5.10中單向閥的作用。（a）裝在液壓泵的出口。防止液壓缸的壓力突然升高而反向倒流，損壞液壓泵。（b）隔離高、低壓。裝在雙聯(lián)泵中，將低壓大流量泵與高壓小流量泵隔開，根據(jù)負載壓力實現(xiàn)供油流量的轉換。（c）裝在回油路。作背壓閥，提高液壓缸運行的穩(wěn)定性。圖5.10單向閥的應用訓練3分析圖5.11中液控單向閥的應用。(a)鎖緊液壓缸。兩個液控單向閥組成了雙向液壓鎖，可保證液壓缸的位置鎖定，不會因外力作用而產(chǎn)生移動。換向閥右位時、壓力油經(jīng)左液控單向閥進入缸左腔，同時將右液控單向閥打開、使缸右腔油能經(jīng)右液控單向閥及換向閥流回油箱；反之，當換向閥左位時，壓力油進入缸右腔并將左液控單向閥打開，使缸左腔回油。而當換向閥處于中位或液壓泵停止供油時，兩個液控單向閥立即關閉，活塞停止運動。由于液控單向閥的密封性能很好，從而能使活塞長時間被鎖緊在停止時的位置。該回路采用H型或Y型機能的三位換向閥時，液控單向閥的進油口和控制油口均與油箱連通，鎖緊效果好。這種鎖緊回路主要用于汽車起重機的支腿油路和礦山機械中液壓支架的油路中。（a）鎖緊（b）平衡圖5.11液控單向閥的應用(b)平衡(支承)液壓缸。換向閥左位時、壓力油進入缸上腔，同時將液控單向閥打開，缸下腔的油能經(jīng)液控單向閥及換向閥流回油箱，當換向閥處于中位時，液控單向閥關閉，液壓缸停止運動，由于液控單向閥的密封性能很好，保證垂直的液壓缸不會因自重而下落。當然，O型中位機能的三位換向閥也可以完成，但因滑閥密封性差，時間稍長就會慢慢下移。訓練4分析圖5.12中換向閥的應用圖5.12所示為三位四通O型中位機能的電磁換向閥控制液壓缸的換向回路，換向閥由左右兩位換至中間位置時，可實現(xiàn)液壓缸立即停止；若用P型中位機能的換向閥，便可實現(xiàn)中位的差動連接。圖5.12換向閥的應用任務三壓力控制閥的使用30min【任務概述】了解壓力控制閥的分類，掌握壓力控制閥的作用、工作原理和圖形符號，熟悉壓力控制閥的結構組成特點?！局R與技能】在液壓系統(tǒng)中,壓力控制閥主要用來控制系統(tǒng)或回路的壓力,或利用壓力作為信號來控制其他元件的動作。壓力控制閥是根據(jù)作用于閥芯上的液體壓力和彈簧力相平衡的原理來進行工作的。壓力控制閥按用途可分為溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器等。一、溢流閥溢流閥是通過閥口的溢流，使被控制系統(tǒng)或回路的壓力維持恒定，實現(xiàn)穩(wěn)壓、調壓和限壓作用。溢流閥按結構形式可分為直動型和先導型兩類。1.直動式溢流閥直動式溢流閥因液壓力直接與彈簧力相平衡來調節(jié)壓力而得名。5.13所示為滑閥型直動式溢流閥的外觀圖、結構原理圖和圖形符號。(a)外觀圖(b)結構原理圖(c)圖形符號圖5.13直動式溢流閥1-調節(jié)螺母；2-彈簧；3-上蓋；4-閥芯；5-閥體圖中P為進油口，T為回油口，被控壓力油由P口進入溢流閥，經(jīng)閥芯4的徑向孔f、軸向阻尼孔g進人下腔C。設閥芯下腔的承壓面積為A、調壓彈簧的預壓縮量為x0，彈簧剛度為K。這時壓力油作用于閥芯上的液壓力為FA，調壓彈簧的預緊力為FS=Kx0，當進油口壓力較低時，向上的液壓力不足以克服彈簧的預緊力時，閥芯處于最下端位置，將進口P和出口T隔斷，閥處于關閉狀態(tài)，溢流閥沒有溢流；當進口壓力升高，使FA=P從而得出Pk=Kx0A當進口壓力繼續(xù)升高，使FA>FS，閥芯向上移動，閥口打開,油液由P口經(jīng)T口排回油箱，溢流閥溢流。閥P從而得出P=Kx0+?x式中P——進油腔壓力；?x當通過溢流閥的流量改變時，閥口開度也改變，但因閥芯的移動量很小，所以作用在閥芯上的彈簧力變化也很小，因此可以認為式(5-2)與式(5-1)基本相等，即當有油液流過溢流閥口時，溢流閥進口處的壓力基本保持定值。閥芯上的阻尼孔g對閥芯的運動形成阻尼，可避免閥芯產(chǎn)生振動，提高閥工作的穩(wěn)定性。調節(jié)彈簧的預壓縮量x0，便可調節(jié)閥口的開啟壓力PK，也即調節(jié)了溢流閥的進口壓力。此彈簧稱為調壓彈簧。泄漏到彈簧腔的油液可由閥體上的孔e引到回油口直動式溢流閥是利用閥芯上端的彈簧力直接與下端的液壓力相平衡來進行壓力控制，結構簡單、靈敏度高，常作安全閥。但是，這類閥的彈簧較硬，當流量較大時，閥的開口就大（?x就大），彈簧力有較大的變化量，造成所控制的壓力隨著流量的增大有較大的變化，故其適用于流量不大、調壓精度要求不高的場合；再者，由于彈簧較硬，調節(jié)比較費力，故直動式溢流閥不適于在高壓下工作，最大調整壓力為2.5MPa。2.先導式溢流閥先導式溢流閥如圖5.14所示，它由主閥和先導閥兩部分組成。調壓時，先導閥先行導通，導致主閥口打開溢流，先導式溢流閥因而得名。（a）外觀圖（b）結構原理圖（c）圖形符號圖5.14先導式溢流閥1一先導閥芯；2一先導閥座；3一閥蓋；4一閥體；5—主閥芯；6一閥套；7—復位彈簧；8—調壓彈簧圖5.14(b)所示為先導式溢流閥的結構原理圖。上面為先導閥部分，下面為主閥部分。主閥包括主閥體、主閥芯、主閥彈簧（復位彈簧），先導閥包括先導閥芯、閥座、調壓彈簧及調壓手輪等。工作時，油液通過P口進入主閥芯下腔，又經(jīng)阻尼孔e進入主閥芯的上腔，并經(jīng)上部的孔c和b作用于先導閥芯上。當系統(tǒng)壓力低于先導閥調壓彈簧調定的壓力時，先導閥關閉，此時沒有油液流過阻尼孔e，主閥芯上、下兩腔的壓力相等，主閥芯在主閥彈簧的作用下處于最下端原始位置，進油腔P和回油腔T不相通，無溢流發(fā)生；當系統(tǒng)壓力升高，作用在先導閥芯上的液壓力大于調壓彈簧的調定壓力時，先導閥打開，主閥上腔的油液經(jīng)主閥芯內的阻尼孔e、先導閥開口、回油口T流回油箱。這時，由于壓力油經(jīng)主閥芯上的阻尼孔流動，因而產(chǎn)生了壓力降，使主閥芯上腔的壓力p1小于下腔的壓力P，當此壓力差對主閥芯所產(chǎn)生的向上的作用力超過主閥彈簧力Fs時，閥芯被抬起，進油口P和回油口T相通，主閥開始溢流，此時當溢流發(fā)生時，油路分兩部分流回油箱：一是經(jīng)過先導閥。從溢流閥進口來的油液有很小一部分經(jīng)主閥芯的底部，再經(jīng)過阻尼孔e，壓力由p降至p1(p1<p)，最后經(jīng)先導閥流回油箱。二是經(jīng)過主閥。絕大部分油液從主閥流回油箱，通過先導閥的流量很小,是主閥額定流量的由先導閥調定壓力p1，忽略主閥芯的自重和摩擦，主閥芯的受力pAp1AFs，即式中p——主閥進口壓力，Pa；p1——先導閥進口壓力，Pa；????——主閥彈簧作用力，N；K——主閥彈簧的彈簧剛度，N/m；x——主閥彈簧的壓縮量，m。主閥彈簧剛度k很小，僅為了克服摩擦力使主閥芯及時復位而設置的，所以Fs很小，即Fs≈0，p≈p1)。所以，先導式溢流閥的溢流壓力P不是由主閥彈簧控制的，是由先導閥彈簧來控制先導式溢流閥主閥的作用是溢流，主閥內的彈簧為平衡彈簧，其剛度很小。這樣，當溢流量變化而引起主閥彈簧壓縮量變化時，F(xiàn)S變化很小，可忽略其變化。再者，本來通過先導閥流回油箱的流量就很小，即便溢流量發(fā)生變化，也不會對先導閥的開度造成大的影響，所以溢流量變化時p1幾乎不變。所以，由式（5-3）可知進油口的壓力P幾乎不變。故溢流量變化時先導式溢流閥的穩(wěn)壓性能優(yōu)于普通直動先導閥類似于小規(guī)格直動式溢流閥，作用是控制主閥的溢流壓力，由于通過的流量很小，其閥口直徑較小，即使在較高壓力的情況下，作用在錐閥芯上的液壓力也不大，因此調壓彈簧的剛度不必很大，壓力調整比較輕便。先導式溢流閥還開有一個遠程控制口K，又叫遙控口或外控口，它和主閥芯的上腔相連。當要實行遠程控制時，在此口連接一個調壓閥，它和先導閥是并聯(lián)關系，先導式溢流閥工作壓力，就由其本身的先導調壓閥和遠程控制口上連接的調壓閥中較小的調壓值決定；也可將遠程控制口K通油箱使系統(tǒng)卸荷，如不使用其功能，堵上遠程控制口即可。先導式溢流閥克服了了直動式溢流閥不適合高壓大流量的局限性。但先導式溢流閥是二級閥，其靈敏度低于直動式閥。此閥一般作為調壓、穩(wěn)壓閥用。3.溢流閥的應用溢流閥在液壓系統(tǒng)中能起到調壓溢流、安全保護、遠程調壓、使泵卸荷及使液壓缸回油腔形成背壓等多種作用。1)調壓溢流系統(tǒng)采用定量泵供油時,常在其進油路或回油路上設置節(jié)流閥或調速閥,使液壓泵的一部油分進入液壓缸工作，而多余的油則經(jīng)溢流閥流回油箱,溢流閥處于其調定壓力下的常開狀態(tài)，調節(jié)彈簧的預壓力,也就調節(jié)了系統(tǒng)的工作壓力。在這種情況下,溢流閥的作用即為調壓溢流,如圖5.15(a)所示。2)過載保護系統(tǒng)采用變量泵供油時,系統(tǒng)內沒有多余的油需要溢流,其工作壓力由負載決定。這時與泵并聯(lián)的溢流閥只有在過載時才需打開,以保障系統(tǒng)的安全。因此,這種系統(tǒng)中的溢流閥又稱為安全閥，它是常閉的,如圖5.15(b)所示。3)作背壓閥用為了使液壓缸回油口處壓力不為零,增加液壓缸運動的平穩(wěn)性，往往在液壓缸回油口和油箱之間裝一個溢流閥。這種系統(tǒng)中的溢流閥又稱為背壓閥，如圖5.15(c)所示。4)使泵卸荷采用先導式溢流閥調壓的定量泵系統(tǒng)。當閥的外控口與油箱連通時。其主閥芯在進油口壓力很小時即可迅速抬起,使泵卸荷,以減少能量損耗。如圖5.15(d)所示,當電磁鐵通電時,溢流閥外控口通油箱，因而能使泵卸荷.5)遠程調壓直動溢流閥4與先導式溢流閥1的遙控口相連,通過調節(jié)閥4，即可對閥1在設定的壓力范圍內進行遠程調壓，如圖5.15(e)所示。（a）調壓溢流（b）過載保護（c）做背壓閥用（d）使泵卸荷（e）遠程調壓圖5.15溢流閥的應用二、減壓閥減壓閥是利用液壓油流過縫隙產(chǎn)生壓力降，使出口壓力低于進口壓力的一種壓力控制閥。利用減壓閥可降低系統(tǒng)提供的壓力，使同一系統(tǒng)具有兩個或兩個以上的壓力回路。減壓閥根據(jù)功用的不同可以分為定值減壓閥、定差減壓閥和定比減壓閥。其中定值減壓閥應用最廣，它可以獲得比進口壓力低且穩(wěn)定的出口工作壓力值，簡稱減壓閥。1.減壓閥的結構及工作原理減壓閥也分為直動式和先導式兩種，其中先導式減壓閥應用較廣。圖5.16是一種常用的先導式減壓閥結構原理圖和圖形符號。它也由先導閥和主閥兩部分組成，由先導閥調壓,主閥減壓。壓力為P1的壓力油從進油口流入，經(jīng)節(jié)流口減壓后壓力降為P2并從出油口流出。出油口油液通過小孔流入閥芯底部，并通過阻尼孔9流入閥芯上腔，作用在調壓錐閥3上。當出口壓力小于調壓錐閥的調定壓力時，調壓錐閥3關閉。由于阻尼孔中沒有油液流動，所以主閥芯上、下兩端的油壓相等。這時主閥芯在主閥彈簧作用下處于最下端位置，減壓口全部打開，減壓閥不起減壓作用。當出油口的壓力超過調壓彈簧的調定壓力時，錐閥被打開，出油口的油液經(jīng)阻尼孔到主閥芯上腔的先導閥閥口，再經(jīng)泄油口流回油箱。因阻尼孔的降壓作用，主閥上腔壓力P3<P2，主閥芯在上下兩端壓力差(P2-P3)的作用下，克服上端彈簧力向上移動，主閥閥口減小起減壓作用。當出口壓力P2下降到調定值時，先導閥芯和主閥芯同時處于受力平衡，出口壓力穩(wěn)定不變，等于調定壓力。調節(jié)調壓彈簧的預緊力即可調節(jié)閥的出口壓力。比較減壓閥和溢流閥可知，兩者的結構相似，調節(jié)原理也相似，其主要差別如下:(1)減壓閥為出口壓力控制，保證出口壓力為定值;溢流閥為進口壓力控制，保證進口壓力恒定。(2)常態(tài)時減壓閥閥口常開，溢流閥閥口常閉。(3)減壓閥串聯(lián)在系統(tǒng)中，其出口油液通執(zhí)行元件，因此泄漏油需單獨引回油箱(外泄)；溢流閥的出口直接接回油箱，它是并聯(lián)在系統(tǒng)中的，因此其泄漏油引至出口(內泄）。減壓閥常用于降低系統(tǒng)某一支路的油液的壓力，使該二次油路的壓力穩(wěn)定且低于系統(tǒng)的調定壓力。如夾緊油路、潤滑油路和控制油路。必須說明的是，減壓閥是否起減壓作用還與其后端的負載有關，若因負載建立的壓力低于減壓閥的調定壓力，則出口壓力由負載決定，此時減壓閥不起減壓作用。與溢流閥相同的是，減壓閥亦可以在先導閥的遙控口接遠程調壓閥實現(xiàn)遠程控制或多級調壓。（a）外觀圖（b）圖形符號(c)先導型結構原理圖圖5.16先導式減壓閥1—調壓手輪；2—調節(jié)螺釘；3—錐閥；4—錐閥座；5—閥蓋；6—閥體；7—主閥芯；8—端蓋；9—阻尼孔；10—主閥彈簧；11—調壓彈簧2.減壓閥的應用圖5.17所示為夾緊機構中常用的減壓回路，回路中串聯(lián)一個減壓閥，使夾緊缸能獲得較低而又穩(wěn)定的夾緊力。減壓閥出口壓力可以從0.5MPa至溢流閥調定壓力的范圍內調節(jié)，當系統(tǒng)壓力有波動時，減壓閥的出口壓力可穩(wěn)定不變。圖中單向閥的作用是當主系統(tǒng)壓力下降到低于減壓閥調定壓力(如主油路中液壓缸快速運動)時，防止夾緊油路的油液倒流，使夾緊缸的夾緊力在短時可內保持不變，起到短時保壓作用。為了確保安全，夾緊回路采用失電夾緊的二位四通電磁換向閥換向,防止在電路出現(xiàn)故障時松開工件出事故。圖5.17減壓閥的應用三、順序閥順序閥是以壓力作為控制信號，自動接通或切斷某一油路的壓力閥。由于它經(jīng)常被用來控制執(zhí)行元件動作的先后順序，故稱順序閥。順序閥按結構不同分為直動型和先導型兩種，一般先導型用于壓力較高的場合。1.順序閥的結構及工作原理圖5.18和圖5.19分別為直動式順序閥和先導式順序閥。從圖中可以看出，順序閥只有開啟和關閉兩種狀態(tài)，當順序閥進油口壓力低于調壓彈簧的調定壓力時，閥口關閉；當進油口壓力超過調壓彈簧的調定壓力時，進、出油口接通。因順序閥出油口接執(zhí)行元件，它的泄油口需要單獨通油箱(外泄)，不能接到出油口。順序閥出口油路的壓力由負載決定。調整彈簧的預壓縮量，即能調節(jié)打開順序閥所需的壓力。順序閥的結構和工作原理與溢流閥很相似，其主要差別在于溢流閥的出口接油箱，因此其調壓彈簧腔的泄漏油內泄至出口，而順序閥的泄油口需單獨接回油箱。（a）結構原理圖（b）普通順序閥（內控外泄）（c）液控順序閥（外控外泄）（d）卸荷閥（外控內泄）圖5.18直動式順序閥1—螺堵；2—下閥蓋；3—控制活塞；4—閥體；5—閥芯；6—彈簧；7—上閥蓋（a）結構圖（b）圖形符號圖5.19先導式順序閥1—閥體；2—阻尼孔；3—閥蓋若將圖5.18和5.19所示順序閥的下蓋旋轉90°或180°安裝，去除外控口C的螺塞，并從外控口C引入壓力油控制閥芯動作。這種閥稱外控順序閥，也叫液控順序閥，圖形符號見圖5.18（c）所示，該閥口的開啟和閉合與閥的進油口壓力無關，而只決定于控制口C引入的控制壓力。若將上蓋旋轉90°或180°安裝，使泄油口L與出油口P2相通(直動式順序閥是通過泄油口處的小孔a與閥體上的小孔b連通；先導式順序閥的閥體上開有溝通孔道，圖中未示出)，并將外泄口L堵死，便成為外控內泄式順序閥。外控內泄式順序閥只用于出口接油箱的場合，常用于泵卸荷，故稱卸荷閥，圖形符號見圖5.18（d）所示。1.順序閥的應用順序閥在液壓系統(tǒng)中的主要應用有：①執(zhí)行多個執(zhí)行元件的順序動作；②與單向閥組成平衡閥；③內控順序閥接在油缸回油路上，作背壓閥使用；④外控順序閥可用作卸荷閥。圖5.20所示為機床夾具上用順序閥實現(xiàn)工件先定位后夾緊的順序動作回路。當電磁閥由通電狀態(tài)斷電時，壓力油先進入定位缸的下腔，定位缸上腔回油，活塞向上抬起，使定位銷進入工件定位孔，從而實現(xiàn)定位。這時壓力低于順序閥的調定壓力，因而壓力油不能進入夾緊缸下腔，工件不能夾緊。當定位缸活塞停止運動時，油路壓力將升高至順序閥的調定壓力，順序閥開啟，壓力油進入夾緊缸下腔,夾緊缸上腔回油,夾緊缸活塞抬起,將工件夾緊，從而實現(xiàn)了先定位后夾緊的順序要求。當電磁閥再通電時，壓力油同時進入定位缸、夾緊缸上腔，兩缸下腔回油(夾緊缸經(jīng)單向閥回油),使工件松開并拔出定位銷。順序閥的調整壓力應高于先動作缸的最高工作壓力，以保證動作順序可靠。中壓系統(tǒng)的調整壓力一般要高達0.5~0.8MPa。圖5.20順序閥的應用以上三大壓力控制閥的結構、性能和功用等的比較見表5.3。表5.3溢流閥、減壓閥、順序閥的比較項目溢流閥減壓閥順序閥控制油路的特點閥芯不斷浮動，保證進口壓力恒定，出口接油箱，P2=0閥芯不斷浮動，保證出口壓力P2恒定直動式通過調整調壓彈簧的壓力，控制進油路的壓力，外控式由單獨油路控制閥的壓力；閥芯或開或關出油口情況出油口與油箱相連出油口與減壓回路相連出油口與工作回路相連泄漏形式內泄式外泄式內泄式、外泄式初始狀態(tài)常閉常開常閉工作狀態(tài)進出油口壓力值進出油口相連，進油口的壓力為調整壓力P1，出口壓力為0，壓降大進油口壓力P1高于出油口壓力，出油口壓力穩(wěn)定在調整值上P2，壓降大進出油口相通，進油口壓力允許繼續(xù)升高，壓降很小與系統(tǒng)的連接方式并聯(lián)串聯(lián)實現(xiàn)順序動作時串聯(lián)，作卸荷閥用時并聯(lián)功用調壓溢流、安全限壓、卸荷、背壓減壓、穩(wěn)壓不控制系統(tǒng)壓力，只利用系統(tǒng)的壓力變化控制油路的通斷控制閥口進油腔壓力P1控制閥芯移動保證進口壓力為定值出油腔壓力P2控制閥芯移動保證出口壓力為定值進油腔壓力P1制閥芯移動遙控口先導式閥有遙控口先導式閥有遙控口先導式閥有遙控口四、壓力繼電器1.壓力繼電器的結構及工作原理壓力繼電器是將液壓系統(tǒng)中的壓力信號轉換為電信號的轉換裝置。它的作用是：根據(jù)液壓系統(tǒng)的壓力變化，通過壓力繼電器內的微動開關，自動接通或斷開有關電路。壓力繼電器的種類很多，下面以膜片式壓力繼電器為例，說明其結構和工作原理。圖5.21為DPI-63型膜片式壓力繼電器?？刂朴涂贑接到需要取得液壓信號的油路上。當油壓達到彈簧10的調節(jié)值時，壓力油通過薄膜2使柱塞3上升，柱塞壓縮彈簧10直到下彈簧座9與外套筒的臺肩相碰為止。與此同時，柱塞的錐面推動鋼球7和6作水平移動，鋼球7使杠桿1繞軸12轉動，杠桿的另一端壓下微動開關13的觸頭，發(fā)出電信號。調節(jié)螺釘11可調節(jié)彈簧10的預緊力，即可調節(jié)發(fā)出電信號時的油壓值。當油口C的油壓降低到一定值時，彈簧10通過鋼球8把柱塞向下壓，在彈簧5的作用下，鋼球6使柱塞定位，微動開關觸頭的彈力使杠桿和鋼球7復位，電路斷開。當控制油口的壓力達到一定值，將柱塞向上推動時，它除了要克服彈簧10的彈簧力外，還要克服移動時的摩擦阻力。當控制油壓降低，彈簧10使柱塞向下移動時，摩擦阻力的方向和壓力油作用力的方向相同。因此，當控制壓力達到使繼電器動作的壓力(稱為動作壓力)之后，如果控制壓力稍有降低，壓力繼電器并不馬上復位，而要等控制壓力降低到某一定值后才復位，此時的壓力稱為復位壓力。顯然，動作壓力高于復位壓力，其差值稱為返回區(qū)間，它由摩擦力的大小決定。調節(jié)螺釘4可調節(jié)彈簧5的預壓縮量，同時也就調節(jié)了柱塞移動時的摩擦力，從而使壓力繼電器的返回區(qū)間在一定范圍內改變。DPI-63壓力繼電器的主要技術規(guī)格:壓力調節(jié)范圍1.0~6.3MPa，返回區(qū)間的調節(jié)范圍為0.35~0.8MPa，精度0.05MPa，作用時間小于0.5s。（a）結構原理圖（b）圖形符號圖5.21壓力繼電器1—杠桿；2—薄膜；3—塞；4、11、14—螺釘；5、10—彈簧；6、7、8—鋼球；9—下彈簧座；12—軸；13—微動開關；15—墊圈2.壓力繼電器的應用（a）缸順序動作（b）泵卸荷圖5.22壓力繼電器的應用①實現(xiàn)順序動作如圖5.22(a)所示，當左邊的缸運動到終點后，系統(tǒng)壓力升高，達到壓力繼電器的調定壓力時，發(fā)出電信號使二位二通電磁換向閥得電，電磁閥換到右位工作，接通右缸的通路，右缸開始運動。②用于泵卸荷如圖5.22(b)所示，三位四通換向閥換到中位時，泵向蓄能器供油，當其油壓達到壓力繼電器調定壓力時，它發(fā)出電信號讓電磁溢流閥中的兩位兩通換向閥得電，先導式溢流閥外控口通油箱，使泵卸荷，此時泵壓幾乎為零，使功率消耗降為最低?！炯寄苡柧殹坑柧?已知順序閥和溢流閥的調定壓力如圖5.23(a)、(b)所示，當系統(tǒng)負載無窮大時分別分析圖(a)、圖(b)中A、B點的壓力；當圖5.23(a)中的兩閥調定的壓力大小互換，情況又如何？解：圖（a）中，左邊順序閥閥芯上部彈簧腔有單獨的孔道通向油箱，B點的油與閥芯上部不相通，順序閥彈簧腔（也就是閥芯上部）的油壓為0。pA=pB=7MPa；若兩閥調定的壓力大小互換，則pA=7MPa，圖(b)中，左邊溢流閥閥芯上部彈簧腔與B點相通，B點壓力多大，溢流閥彈簧腔（也就是閥芯上部）的壓力就多大。所以A點壓力是后面順序閥的調定壓力和前面溢流閥的調定壓力之和。pA=12MPa，pB（a）（b）圖5.23技能訓練5的圖訓練6分析圖5.24所示回路在下列情況下，泵的最高出口壓力。①全部電磁鐵斷電；②電磁鐵2YA通電，1YA斷電；③電磁鐵2YA斷電，1YA通電。圖5.24技能訓練6的圖圖5.25技能訓練7的圖解：①全部電磁鐵斷電，兩溢流閥串聯(lián)，泵PP=5.5MPa；②電磁鐵2YA通電，1YA斷電，泵PP=3.5MPa；③電磁鐵2YA斷電，1YA通電，泵PP=0.5MPa。訓練7在如圖5.25所示的液壓系統(tǒng)中，兩液壓缸的活塞面積均為A=20cm2，缸?的阻力負載FI=8000N，缸Ⅱ的阻力負載FⅡ=4000N，溢流閥的調定壓力為Py=4.5MPa。問：在減壓閥調定壓力分別為Pj1=lMPa、Pj2=2MPa解：啟動缸I和Ⅱ所需的壓力為①當減壓閥調定壓力為Pj1=lMPa時，P2>Pj1，減壓閥處于工作狀態(tài)，其出口壓力為PA=Pj1=1MPa，②當減壓閥調定壓力為Pj2=4MPa時，P節(jié)流閥口及溢流閥口的液阻分配，兩缸同時動作。③當減壓閥調定壓力為Pj3=4MPa此時P2<Pj3，減壓閥口全開、不起減壓作用，若不計壓力損失，此時PB=PA=P2=2MPa，缸Ⅱ先右移，缸Ⅱ運動到終點后訓練8在圖5.26所示的液壓系統(tǒng)中，液壓缸有效面積A1=A2=100cm2，缸I負載F=35kN，缸Ⅱ運動時負載為零。不計摩擦阻力、慣性力和管路損失。溢流閥、順序閥和減壓閥的調整壓力分別為4MPa、3MPa和2MPa。求在下列三種工況下A、B、C三點的壓力。①液壓泵啟動后，兩換向閥處于中位。②1YA通電，缸I活塞運動時及活塞運動到終端后。③1YA斷電，2YA通電，缸Ⅱ活塞運動時及活塞碰到死擋鐵時。圖5.26技能訓練8的圖解:①液壓泵啟動后，兩換向閥處于中位時：順序閥處于打開狀態(tài)，減壓閥口關小，A點壓力升高，溢流閥打開，這時PA=4MPa、PB=4MPa、PC=2MPa。②1YA通電，缸I活塞運動時及活塞運動到終端后，缸I活塞運動時：要推動缸I運動所需的壓力為P則B點的壓力為PB=3.5MPa。缸I活塞運動到終端后:PA=PB=4MPa，PC=2MPa。③1YA斷電，2YA通電，缸Ⅱ活塞運動時及活塞碰到死擋鐵時：缸I活塞運動時：PC=0，如不考慮油液流經(jīng)減壓閥的壓力損失，則PA=PB=0。缸I活塞碰到死擋鐵時：PC=2MPa，PA=PB=4MPa。任務四流量控制閥的使用30min【任務概述】了解流量控制閥的分類，掌握流量控制閥的作用、工作原理和圖形符號，熟悉流量控制閥的結構組成特點。【知識與技能】流量控制閥的功用是通過改變閥口過流面積來調節(jié)輸出流量，從而控制執(zhí)行元件的運動速度。流量控制閥分節(jié)流閥、調速閥和分流閥等。對流量控制閥的基本要求是要有足夠的流量調節(jié)范圍；能保證的最小穩(wěn)定流量越小越好；溫度和壓力對流量的影響??；調節(jié)方便等。—、節(jié)流閥1.流量特性及節(jié)流口形式節(jié)流閥的流量調節(jié)規(guī)律符合流體流過小孔的流量公式qvqvCAtP過流面積At的計算與節(jié)流口結構有關，常用節(jié)流口結構如圖5.27所示。它主要有針錐形式、軸向三角槽式、偏心槽式等幾種節(jié)流口形式。（a）針錐形式 （b）軸向三角槽式 （c）偏心槽式圖5.27常用節(jié)流口結構2.結構及工作原理圖5.28(b)所示為普通節(jié)流閥的結構原理圖。它的節(jié)流口為軸向三角槽式節(jié)流口。壓力油從進油口P1流入,經(jīng)閥芯左端的軸向三角槽后由出油口P2流出。閥芯1在彈簧力的作用下始終緊貼在推桿2的端部。旋轉手輪3可使推桿沿軸向移動，改變節(jié)流口的通流截面積，從而調節(jié)通過閥的流量.（a）外觀圖（b）結構原理圖（c）圖形符號圖5.28節(jié)流閥1—閥芯；2—推桿；3—手輪；4—彈簧當節(jié)流閥的節(jié)流面積很小時，通過節(jié)流口的流量會出現(xiàn)周期性的脈動，甚至造成斷流，這種現(xiàn)象叫做節(jié)流閥堵塞。節(jié)流閥發(fā)生堵塞的主要原因是由于油液中含有雜質或由于油液高溫氧化后的生成物，黏附在節(jié)流口的表面上，當附著層達到一定厚度時，就會造成節(jié)流閥斷流。因此節(jié)流閥有一個能保證正常工作（無斷流，且流量變化率不大于10%）的最小流量，稱為節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量。所以為了保證節(jié)流閥的正常工作，要根據(jù)回路流量要求和節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量參數(shù)，選擇適當?shù)墓?jié)流閥，并要定期更換液壓油。二、調速閥1.結構及工作原理如圖5.29所示的調速閥，在特定的工作條件下，其調定的速度(流量)可以不受負載變化的影響。圖5.29(b)所示為調速閥結構原理。將定差減壓閥和節(jié)流閥串聯(lián)，減壓閥入口的壓力為P1，經(jīng)過減壓口δ減壓后的壓力為P2，P2同時為節(jié)流閥的入口壓力，節(jié)流閥出口的壓力為P3，由外負載決定。當外負載增大時，P3增大，減壓閥右邊彈簧腔壓力增大，閥芯原先的平衡被打破，閥芯向左移動，開大減壓口δ，減壓作用減小，使P2變大，維持pp2p3基本恒定；當外負載減小時，閥芯運動情況正好相反，同樣維持壓差基本恒定。圖5.29(c)所示為其圖形符號。(a)外觀圖(b)結構原理圖 (c)圖形符號圖5.29調速閥1—定差減壓閥；2—節(jié)流閥有一些調速閥在其減壓閥芯的左邊還安裝了限位螺釘，其作用是使調速閥(減壓閥)在不工作時將減壓閥芯限定在工作位置附近，防止啟動時減壓閥的節(jié)流降壓口開口過大而出現(xiàn)流量瞬時失調現(xiàn)象。圖5.30流量閥的流量—壓差特性曲線圖5.30所示為節(jié)流閥和調速閥的流量—壓差特性曲線。由圖可以看出，當調速閥的進、出口壓力差大于一定值(pmin)后，通過調速閥的流量不隨壓差的變化而改變，流量維持恒定。當調速閥進、出口壓力差小于pmin時，實際工作的只是其中的節(jié)流閥，調速閥和節(jié)流閥的特性曲線重合，因為此時進、出口壓力差較小，調速閥內的減壓閥不起作用。調速閥正常工作所需的壓力差因調速閥的壓力系列不同而異，一般中低壓調速閥約為0.5MPa，高壓調速閥為1MPa，3.流量閥的應用節(jié)流閥具有結構簡單、制造容易、體積小、使用方便、造價低等優(yōu)點,但其負載和溫度的變化對流量穩(wěn)定性的影響較大，因此只適用于負載和溫度變化不大或速度穩(wěn)定性要求不高的液壓系統(tǒng)。它主要與定量泵、溢流閥組成節(jié)流調速系統(tǒng)。調速閥多用于執(zhí)行元件要求運動穩(wěn)定性能要求較高的液壓系統(tǒng)中，也可用于容積節(jié)流調速回路中?！炯寄苡柧殹坑柧?圖5.31所示的節(jié)流調速回路中，若液壓缸面積A1210-3m2，溢流閥調定壓力為3MPa，泵流量為110-4m3/s，負載為4kN，節(jié)流閥通流面積A圖5.31技能訓練9的圖解：活塞運動速度：液壓缸克服負載運動所需的壓力為：P節(jié)流閥兩端的壓差ppPp1321節(jié)流閥可看作是薄壁小孔，則通過的流量根據(jù)公式（2-31）得q則ν=溢流閥溢流量：訓練10若液壓缸活塞面積A1=1×10-2m3s，負載在500N解：驅動液壓缸的壓力為當把泵的工作壓力調整到泵的額定壓力6.3MPa時，調速閥進、出口壓力差為：p6.3(0.05~4)(6.25~2.3）MPa系統(tǒng)壓力為6.3MPa，屬于中壓范圍，調速閥正常工作的?Pmin為0.5MPa，通過以上計算表明，調速閥進、出口的壓力差大于調速閥正常工作所需的0.5MPa的最小壓差。所以，負載變化時進入液壓缸