chapter4控制元件

第四章第四章 液压控制元件液压控制元件n n概述概述n n方向控制阀方向控制阀n n压力控制阀压力控制阀n n流量控制阀流量控制阀n n液压阀的连接液压阀的连接1 概述概述n n液压阀的液压阀的液压阀的液压阀的作用作用作用作用：l l对液流的流动方向、压力的高低以及流量的大小进行对液流的流动方向、压力的高低以及流量的大小进行对液流的流动方向、压力的高低以及流量的大小进行对液流的流动方向、压力的高低以及流量的大小进行预期控制，以满足负载的工作要求。预期控制，以满足负载的工作要求。预期控制，以满足负载的工作要求。预期控制，以满足负载的工作要求。n n共性：共性：共性：共性：l l结构：阀体、阀芯、弹簧或电磁铁等；结构：阀体、阀芯、弹簧或电磁铁等；结构：阀体、阀芯、弹簧或电磁铁等；结构：阀体、阀芯、弹簧或电磁铁等；l l工作原理：符合孔口流量公式工作原理：符合孔口流量公式工作原理：符合孔口流量公式工作原理：符合孔口流量公式 q=KAq=KAp pmm 。n n基本要求：基本要求：基本要求：基本要求：l l动作灵敏、使用可靠，冲击和振动小，寿命长；动作灵敏、使用可靠，冲击和振动小，寿命长；动作灵敏、使用可靠，冲击和振动小，寿命长；动作灵敏、使用可靠，冲击和振动小，寿命长；l l压力损失要小，密封性能好，无外泄漏；压力损失要小，密封性能好，无外泄漏；压力损失要小，密封性能好，无外泄漏；压力损失要小，密封性能好，无外泄漏；l l结构简单，使用方便，通用性好。结构简单，使用方便，通用性好。结构简单，使用方便，通用性好。结构简单，使用方便，通用性好。l l液压控制阀的分类液压控制阀的分类液压控制阀的分类液压控制阀的分类2 方向控制阀方向控制阀n n单向阀单向阀单向阀单向阀l l作用：控制油液的单向流动作用：控制油液的单向流动作用：控制油液的单向流动作用：控制油液的单向流动l l主要性能要求：正向流动阻力损失小，反向时密封性主要性能要求：正向流动阻力损失小，反向时密封性主要性能要求：正向流动阻力损失小，反向时密封性主要性能要求：正向流动阻力损失小，反向时密封性能好，动作灵敏能好，动作灵敏能好，动作灵敏能好，动作灵敏l l普通单向阀：普通单向阀：普通单向阀：普通单向阀：当液流从当液流从当液流从当液流从 P P1 1流入流入流入流入时时，克服，克服，克服，克服弹弹簧力将簧力将簧力将簧力将阀阀芯芯芯芯顶顶开，流向开，流向开，流向开，流向 P P2 2。当液流反向流入当液流反向流入当液流反向流入当液流反向流入时时，阀阀芯在液芯在液芯在液芯在液压压力和力和力和力和弹弹簧力的作用下关簧力的作用下关簧力的作用下关簧力的作用下关闭阀闭阀口，使液流截止。口，使液流截止。口，使液流截止。口，使液流截止。n n主要用途：主要用途：l l 选择选择液流方向液流方向液流方向液流方向；l l 区分高低区分高低区分高低区分高低压压油油油油；l l 保保保保护泵护泵正常工作（防止正常工作（防止正常工作（防止正常工作（防止压压力突然增高，反向力突然增高，反向力突然增高，反向力突然增高，反向传传给泵给泵，造成反，造成反，造成反，造成反转转或或或或损损坏）坏）坏）坏）；l l 泵泵停止供油停止供油停止供油停止供油时时，保，保，保，保护护缸中活塞的位置缸中活塞的位置缸中活塞的位置缸中活塞的位置；l l 作背作背作背作背压阀压阀用，提高用，提高用，提高用，提高执执行元件的运行元件的运行元件的运行元件的运动动平平平平稳稳性（背性（背性（背性（背压压作用保持低作用保持低作用保持低作用保持低压压回路的回路的回路的回路的压压力）。力）。力）。力）。n n液控液控单向向阀 l l当控制口无当控制口无当控制口无当控制口无压压力油（力油（力油（力油（P Pk k=0=0）通通通通过时过时，它和普通，它和普通，它和普通，它和普通单单向向向向阀阀一一一一样样，压压力油只能从力油只能从力油只能从力油只能从P P1 1 流向流向流向流向 P P2 2，不能反不能反不能反不能反向倒流。当控制口接通控制油向倒流。当控制口接通控制油向倒流。当控制口接通控制油向倒流。当控制口接通控制油压压 时时，即可推，即可推，即可推，即可推动动控控控控制活塞制活塞制活塞制活塞1 1，顶顶开开开开单单向向向向阀阀的的的的阀阀芯芯芯芯2 2，使反向截止作用，使反向截止作用，使反向截止作用，使反向截止作用得到解除，液体即可在两个方向自由通流。得到解除，液体即可在两个方向自由通流。得到解除，液体即可在两个方向自由通流。得到解除，液体即可在两个方向自由通流。n n换向阀换向阀l l作用：利用阀芯对阀体的相对运动，使油路接作用：利用阀芯对阀体的相对运动，使油路接作用：利用阀芯对阀体的相对运动，使油路接作用：利用阀芯对阀体的相对运动，使油路接通、关断或换向，实现液压执行元件的启动、通、关断或换向，实现液压执行元件的启动、通、关断或换向，实现液压执行元件的启动、通、关断或换向，实现液压执行元件的启动、停止和换向停止和换向停止和换向停止和换向l l主要要求：主要要求：主要要求：主要要求：uu压力损失小，压力损失小，压力损失小，压力损失小，uu泄漏小，泄漏小，泄漏小，泄漏小，uu换向平稳、迅速可靠换向平稳、迅速可靠换向平稳、迅速可靠换向平稳、迅速可靠l l工作原理工作原理工作原理工作原理l l换向阀的结构换向阀的结构换向阀的结构换向阀的结构uu手动换向阀手动换向阀手动换向阀手动换向阀n n转动式换向阀转动式换向阀uu机动换向阀（又称行程阀）：主要用来控机动换向阀（又称行程阀）：主要用来控机动换向阀（又称行程阀）：主要用来控机动换向阀（又称行程阀）：主要用来控制机械运动部件的行程，借助于安装在工作制机械运动部件的行程，借助于安装在工作制机械运动部件的行程，借助于安装在工作制机械运动部件的行程，借助于安装在工作台上的挡铁或凸轮来迫使阀芯移动，机动换台上的挡铁或凸轮来迫使阀芯移动，机动换台上的挡铁或凸轮来迫使阀芯移动，机动换台上的挡铁或凸轮来迫使阀芯移动，机动换向阀通常是二位的。向阀通常是二位的。向阀通常是二位的。向阀通常是二位的。n n电磁换向阀：电磁换向阀：电磁换向阀：电磁换向阀：利用电磁铁的通电吸合与断电释放而直接推动阀芯利用电磁铁的通电吸合与断电释放而直接推动阀芯利用电磁铁的通电吸合与断电释放而直接推动阀芯利用电磁铁的通电吸合与断电释放而直接推动阀芯来控制液流方向，是电气系统与液压系统间的信号来控制液流方向，是电气系统与液压系统间的信号来控制液流方向，是电气系统与液压系统间的信号来控制液流方向，是电气系统与液压系统间的信号转换元件，电气信号由液压设备中的按钮开关、限转换元件，电气信号由液压设备中的按钮开关、限转换元件，电气信号由液压设备中的按钮开关、限转换元件，电气信号由液压设备中的按钮开关、限位开关、行程开关等电气元件发出位开关、行程开关等电气元件发出位开关、行程开关等电气元件发出位开关、行程开关等电气元件发出uu液动换向阀：阀芯由由液的压差来移动的液动换向阀：阀芯由由液的压差来移动的液动换向阀：阀芯由由液的压差来移动的液动换向阀：阀芯由由液的压差来移动的uu电液换向阀：电磁滑阀和液动滑阀组合而成，电液换向阀：电磁滑阀和液动滑阀组合而成，电液换向阀：电磁滑阀和液动滑阀组合而成，电液换向阀：电磁滑阀和液动滑阀组合而成，电磁滑阀起先导作用，用较小的电磁铁就能控电磁滑阀起先导作用，用较小的电磁铁就能控电磁滑阀起先导作用，用较小的电磁铁就能控电磁滑阀起先导作用，用较小的电磁铁就能控制较大的液流制较大的液流制较大的液流制较大的液流l l换向阀的性能和特点换向阀的性能和特点换向阀的性能和特点换向阀的性能和特点uu中位机能：阀芯在中间位置时各油口的连通情况。不中位机能：阀芯在中间位置时各油口的连通情况。不中位机能：阀芯在中间位置时各油口的连通情况。不中位机能：阀芯在中间位置时各油口的连通情况。不同的中位机能可通过改变阀芯的形状和尺寸得到同的中位机能可通过改变阀芯的形状和尺寸得到同的中位机能可通过改变阀芯的形状和尺寸得到同的中位机能可通过改变阀芯的形状和尺寸得到uu滑阀的液动力：稳态液动力和瞬态液动力滑阀的液动力：稳态液动力和瞬态液动力滑阀的液动力：稳态液动力和瞬态液动力滑阀的液动力：稳态液动力和瞬态液动力uu液压卡紧现象：主要原因是来自滑阀副几何形状误差液压卡紧现象：主要原因是来自滑阀副几何形状误差液压卡紧现象：主要原因是来自滑阀副几何形状误差液压卡紧现象：主要原因是来自滑阀副几何形状误差和同心度变化所引起的径向不平衡液压力；脏物进入和同心度变化所引起的径向不平衡液压力；脏物进入和同心度变化所引起的径向不平衡液压力；脏物进入和同心度变化所引起的径向不平衡液压力；脏物进入缝隙；缝隙过小，油温升高造成阀芯膨胀而卡死。缝隙；缝隙过小，油温升高造成阀芯膨胀而卡死。缝隙；缝隙过小，油温升高造成阀芯膨胀而卡死。缝隙；缝隙过小，油温升高造成阀芯膨胀而卡死。3 压力控制阀压力控制阀n n溢流阀溢流阀l l作用：对液压系统定压或进行安全保护作用：对液压系统定压或进行安全保护作用：对液压系统定压或进行安全保护作用：对液压系统定压或进行安全保护l l性能要求：性能要求：性能要求：性能要求：uu定压精度高；灵敏度高；工作平稳；密封好，泄漏定压精度高；灵敏度高；工作平稳；密封好，泄漏定压精度高；灵敏度高；工作平稳；密封好，泄漏定压精度高；灵敏度高；工作平稳；密封好，泄漏小小小小l l结构：结构：结构：结构：uu直动式：压力油直直动式：压力油直直动式：压力油直直动式：压力油直接作用在阀芯上与接作用在阀芯上与接作用在阀芯上与接作用在阀芯上与弹簧力等相平衡，弹簧力等相平衡，弹簧力等相平衡，弹簧力等相平衡，以控制阀芯的启闭以控制阀芯的启闭以控制阀芯的启闭以控制阀芯的启闭动作动作动作动作uup=Fp=Fs s/A/AR R 可见溢流可见溢流可见溢流可见溢流阀是利用被控压力阀是利用被控压力阀是利用被控压力阀是利用被控压力作为信号来改变弹作为信号来改变弹作为信号来改变弹作为信号来改变弹簧的压缩量，从而簧的压缩量，从而簧的压缩量，从而簧的压缩量，从而改变阀口的通流面改变阀口的通流面改变阀口的通流面改变阀口的通流面积和系统的溢流量积和系统的溢流量积和系统的溢流量积和系统的溢流量来达到定压目的来达到定压目的来达到定压目的来达到定压目的uu先导式：用先导式：用先导式：用先导式：用一个刚度不一个刚度不一个刚度不一个刚度不太大的弹簧太大的弹簧太大的弹簧太大的弹簧即可调整较即可调整较即可调整较即可调整较高的开启压高的开启压高的开启压高的开启压力力力力n n减压阀减压阀l l作用：减低液压作用：减低液压作用：减低液压作用：减低液压系统中某一回路系统中某一回路系统中某一回路系统中某一回路的油液压力，使的油液压力，使的油液压力，使的油液压力，使用一个油源能同用一个油源能同用一个油源能同用一个油源能同时提供两个或几时提供两个或几时提供两个或几时提供两个或几个不同压力的输个不同压力的输个不同压力的输个不同压力的输出出出出l l定值输出减压阀定值输出减压阀定值输出减压阀定值输出减压阀uu结构与工作原理结构与工作原理结构与工作原理结构与工作原理l l先导式减压阀和先导式溢流阀比较：先导式减压阀和先导式溢流阀比较：先导式减压阀和先导式溢流阀比较：先导式减压阀和先导式溢流阀比较：uu减压阀出口压力不变，溢流阀进口压力不变减压阀出口压力不变，溢流阀进口压力不变减压阀出口压力不变，溢流阀进口压力不变减压阀出口压力不变，溢流阀进口压力不变uu不工作时，减压阀进出油口互通，溢流阀不通不工作时，减压阀进出油口互通，溢流阀不通不工作时，减压阀进出油口互通，溢流阀不通不工作时，减压阀进出油口互通，溢流阀不通uu减压阀的导阀泄油口接油箱，溢流阀出油口通油箱减压阀的导阀泄油口接油箱，溢流阀出油口通油箱减压阀的导阀泄油口接油箱，溢流阀出油口通油箱减压阀的导阀泄油口接油箱，溢流阀出油口通油箱l l定差减压阀：使进、出油口之间的压力差等于或定差减压阀：使进、出油口之间的压力差等于或定差减压阀：使进、出油口之间的压力差等于或定差减压阀：使进、出油口之间的压力差等于或近似于不变近似于不变近似于不变近似于不变l l定比减压阀：使进、出油口压力比值维持恒定定比减压阀：使进、出油口压力比值维持恒定定比减压阀：使进、出油口压力比值维持恒定定比减压阀：使进、出油口压力比值维持恒定n n顺序阀：控制系统中各执行元件动作的先顺序阀：控制系统中各执行元件动作的先后顺序后顺序l l直动式直动式直动式直动式l l先导式先导式先导式先导式n n压力继电器：将油液的压力信号转换成电信压力继电器：将油液的压力信号转换成电信号的电液控制元件号的电液控制元件4 流量控制阀流量控制阀n n改变阀口通流面积的大小或通流通道的长短改变阀口通流面积的大小或通流通道的长短来控制流量来控制流量n n节流阀的节流阀的节流口的基本形式节流口的基本形式：薄壁小孔、细：薄壁小孔、细长小孔和厚壁小孔长小孔和厚壁小孔n n为保证流量稳定、节流口的形式以薄壁小孔为保证流量稳定、节流口的形式以薄壁小孔较为理想（压差、温度对流量的影响小）较为理想（压差、温度对流量的影响小）q=KApm n n常用的节流口形式及用途常用的节流口形式及用途n n节流元件调节流量的条件：要求有一个接节流元件调节流量的条件：要求有一个接受节流元件压力信号的环节，即与节流元受节流元件压力信号的环节，即与节流元件并联的溢流阀或恒压变量泵，来补偿节件并联的溢流阀或恒压变量泵，来补偿节流元件的流量变化。流元件的流量变化。n n液压传动系统对流量控制阀的要求：液压传动系统对流量控制阀的要求：l l较大的流量调节范围，且流量调节要均匀较大的流量调节范围，且流量调节要均匀较大的流量调节范围，且流量调节要均匀较大的流量调节范围，且流量调节要均匀l l当阀前后压力差发生变化时，通过阀的流量变化当阀前后压力差发生变化时，通过阀的流量变化当阀前后压力差发生变化时，通过阀的流量变化当阀前后压力差发生变化时，通过阀的流量变化要小，以保证要小，以保证要小，以保证要小，以保证负载负载负载负载运动的稳定运动的稳定运动的稳定运动的稳定l l油温变化对通过阀的流量影响要小油温变化对通过阀的流量影响要小油温变化对通过阀的流量影响要小油温变化对通过阀的流量影响要小l l液流通过全开阀时的压力损失要小液流通过全开阀时的压力损失要小液流通过全开阀时的压力损失要小液流通过全开阀时的压力损失要小l l当阀口关闭时，阀的泄漏要小当阀口关闭时，阀的泄漏要小当阀口关闭时，阀的泄漏要小当阀口关闭时，阀的泄漏要小n n普通节流阀普通节流阀l l工作原理工作原理工作原理工作原理l l刚性：抵抗负载变化的干扰，保持流量稳定结论；刚性：抵抗负载变化的干扰，保持流量稳定结论；刚性：抵抗负载变化的干扰，保持流量稳定结论；刚性：抵抗负载变化的干扰，保持流量稳定结论；uu同一节流阀同一节流阀同一节流阀同一节流阀,阀前后压力差阀前后压力差阀前后压力差阀前后压力差 p p相同相同相同相同,节流开口小节流开口小节流开口小节流开口小,刚度刚度刚度刚度大。大。大。大。uu同一节流阀同一节流阀同一节流阀同一节流阀,在节流开口一定时在节流开口一定时在节流开口一定时在节流开口一定时,阀前后压力差阀前后压力差阀前后压力差阀前后压力差 p p越小，越小，越小，越小，刚度越低刚度越低刚度越低刚度越低.为了保证节流阀具有足够的刚度为了保证节流阀具有足够的刚度为了保证节流阀具有足够的刚度为了保证节流阀具有足够的刚度,节流阀只节流阀只节流阀只节流阀只能在某一最低压力差的条件下能在某一最低压力差的条件下能在某一最低压力差的条件下能在某一最低压力差的条件下,才能正常工作才能正常工作才能正常工作才能正常工作,但提高但提高但提高但提高 p p将引起压力损失的增加。将引起压力损失的增加。将引起压力损失的增加。将引起压力损失的增加。uu取小的指数取小的指数取小的指数取小的指数mm可以提高节流阀的刚度可以提高节流阀的刚度可以提高节流阀的刚度可以提高节流阀的刚度,因此在实际使因此在实际使因此在实际使因此在实际使用中多希望采用薄壁小孔式节流口用中多希望采用薄壁小孔式节流口用中多希望采用薄壁小孔式节流口用中多希望采用薄壁小孔式节流口,即即即即mm0.50.5的节流的节流的节流的节流口。口。口。口。n n调速阀调速阀l l温度补偿调速阀温度补偿调速阀温度补偿调速阀温度补偿调速阀l l溢流节流阀（旁溢流节流阀（旁溢流节流阀（旁溢流节流阀（旁通型调速阀）通型调速阀）通型调速阀）通型调速阀）5 叠加式液压阀叠加式液压阀n n集成式液压元件集成式液压元件，既有一般液压元件的控，既有一般液压元件的控制功能，又起到通道体的作用。制功能，又起到通道体的作用。n n特点：特点：l l结构紧凑，体积小，重量轻；结构紧凑，体积小，重量轻；结构紧凑，体积小，重量轻；结构紧凑，体积小，重量轻；l l安装简便，装配周期短，组装方便；安装简便，装配周期短，组装方便；安装简便，装配周期短，组装方便；安装简便，装配周期短，组装方便；l l消除了因油管、管接头等引起的泄漏、振动和消除了因油管、管接头等引起的泄漏、振动和消除了因油管、管接头等引起的泄漏、振动和消除了因油管、管接头等引起的泄漏、振动和噪声；噪声；噪声；噪声；l l“三化三化三化三化”程度高。程度高。程度高。程度高。n n分类：分类：（与一般液压阀相同）（与一般液压阀相同）n n叠加式溢流阀叠加式溢流阀n n叠加式流量阀叠加式流量阀n n主要概念主要概念l l常常常常用用用用液液液液压压压压阀阀阀阀方方方方向向向向阀阀阀阀、流流流流量量量量阀阀阀阀、压压压压力力力力阀阀阀阀的的的的结结结结构构构构、工工工工作作作作原理原理原理原理及应用。及应用。及应用。及应用。l l换向阀的控制方式，换向阀的换向阀的控制方式，换向阀的换向阀的控制方式，换向阀的换向阀的控制方式，换向阀的“位位位位”和和和和“通通通通”。l l直直直直动动动动式式式式溢溢溢溢流流流流阀阀阀阀与与与与先先先先导导导导式式式式溢溢溢溢流流流流阀阀阀阀的的的的流流流流量量量量压压压压力力力力特特特特性性性性曲曲曲曲线线线线、曲线的比较分析。曲线的比较分析。曲线的比较分析。曲线的比较分析。l l先导式溢流阀的远程调压。先导式溢流阀的远程调压。先导式溢流阀的远程调压。先导式溢流阀的远程调压。l l溢溢溢溢流流流流阀阀阀阀、减减减减压压压压阀阀阀阀、顺顺顺顺序序序序阀阀阀阀作作作作用用用用的的的的区区区区别别别别，顺顺顺顺序序序序阀阀阀阀作作作作溢溢溢溢流流流流阀阀阀阀的应用。的应用。的应用。的应用。l l流量阀节流口的结构型式，通常采用的具体类型。流量阀节流口的结构型式，通常采用的具体类型。流量阀节流口的结构型式，通常采用的具体类型。流量阀节流口的结构型式，通常采用的具体类型。l l调速阀与节流阀的性能比较调速阀与节流阀的性能比较调速阀与节流阀的性能比较调速阀与节流阀的性能比较，各自的适用场合。，各自的适用场合。，各自的适用场合。，各自的适用场合。l l常用各类阀的常用各类阀的常用各类阀的常用各类阀的职能符号职能符号职能符号职能符号。