流量控制阀－概述

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,4.4,流量控制阀概述,功用,：通过改变节流口通流面积或通流通道的长短，来改变局部阻力的大小，以实现对流量的控制，从而控制执行元件的速度。,分类,：节流阀、调速阀、溢流节流阀和分流集流阀，其中调速阀、溢流节流阀和分流集流阀也可归为流量调节阀。,节流阀：在相同的流量断面情况下，流量随着节流口压差变化而变化。,流量调节阀：在相同的流量断面情况下，流量保持不变，与流量调节阀的压差无关。,4.4,流量控制阀概述,流量控制原理,（,1-54,）,K-,节流系数,A-,孔口或缝隙的通流面积,-,孔口或缝隙的前后压差,m-,由节流口形状决定的指数,4.4,流量控制阀概述,公式（,1-54,）说明,k,为节流系数，由节流口形状、流体状态、流体性质决定。,对薄壁锐边孔口， ，其中 为流量系数；,对细长孔， ，由于该式中存在油液粘度，所以,细长孔流量受温度影响,。,m,为孔口形状决定的指数。,薄壁孔，,m=0.5,；细长孔，,m=1,。,4.4,流量控制阀概述,由（,1-54,）可知，在一定压差下，改变阀芯开口即可改变阀的通流面积，从而改变通过阀的流量，节流口的流量压力特性曲线如图,4-30,所示，可见,各种形状的节流口的,m,介于,0.5,和,1,之间,。,图,4-30,流量压力特性曲线,4.4,流量控制阀概述,影响流量稳定性的因素,压差对流量稳定性的影响,：流量阀在使用时希望流量受压差变化的影响要小，由式（,1-54,）知,m,越大，压差变化对流量的影响越大，所以薄壁孔口,m,0.5,的流量稳定性较好，所以,流量阀的节流口形式常采用薄壁孔口类型,。,4.4,流量控制阀概述,影响流量稳定性的因素,温度对流量稳定性的影响,：温度变化影响油液的粘度，由于细长孔节流系数 ，可见细长孔节流系数和油液粘度有关，所以细长孔式阀口的流量受温度变化影响。而对锐边薄壁孔口而言，紊流时，流量系数 不受油温影响，层流时，流量系数 受油温影响。综上，采用,锐边或薄壁孔口受温度影响较小,。,4.4,流量控制阀概述,影响流量稳定性的因素,最小稳定流量,：最小稳定流量用于保证不发生节流阀堵塞的最小流量，低于该值，节流阀的输出流量将出现时断时续甚至断流的现象。造成的原因主要是油液杂质、析出的胶质等附着阀口所致。为了减少堵塞，,可选用大水力直径的节流口,。,4.4,流量控制阀概述,常用节流口的形式和特征,针阀式节流口,：阀芯和阀体形成环形通道，阀芯水平移动，可改变通流面积。结构简单，节流口长度大，水利直径小，易堵塞，流量受油温影响较大，,用于对性能不高的场合,。,4.4,流量控制阀概述,常用节流口的形式和特征,偏心式节流口,：阀芯上开有截面为三角形的偏心槽，通过转动阀芯，来改变通道大小。易于制造，阀芯径向力不平衡，旋转阀芯时费力，水力直径小，,用于压力较低、流量较大和流量稳定性要求不高的场合,。,4.4,流量控制阀概述,常用节流口的形式和特征,轴向三角槽节流口,：阀芯端部开有斜的三角槽，轴向移动阀芯可改变三角槽通流面积从而调节流量。水力直径较大，,小流量稳定性教好,。,4.4,流量控制阀概述,常用节流口的形式和特征,缝隙式节流口,：阀芯上开有缝隙，油液通过该缝隙进入阀芯内孔，再从左边流出，旋转阀芯，可以改变阀芯通流面积。阀芯受径向力不平衡力作用，只在,低压节流阀中采用,。,4.4,流量控制阀概述,常用节流口的形式和特征,轴向缝隙式节流口,：套筒上开有轴向缝隙，轴向移动阀芯可改变缝隙通流面积。,小流量稳定性好，可用于性能要求较高的场合,，但需改善结构刚度。,套筒,4.4,流量控制阀节流阀,(throttle valve),节流阀分类,功用,：单向节流阀、精密节流阀、节流截止阀等；,节流口形式,：针式、沉割槽式、偏心槽式、锥阀式、三角槽式、薄刃式；,调节功能,：简式和可调式。,简式：阀芯没有采用平衡措施，高压下调节困难，须在无压或低压下调节。,可调式：阀芯采用平衡措施,可任何工况调节。,普通节流阀工作原理,调节手轮，阀芯移动，,A,变化，,q,变化。,节流阀的流量特性和影响稳定的因素,流量特性方程,q,=,kATp,m,它反映了流经节流阀的流量,q,与阀前后压力差,p,和开口面积,AT,之间的关系。,流量特性,：反映输出流量与节流口压差之间的变化，流量阀在不同开口时的特性曲线，叫流量特性曲线。,刚度,：节流阀的前后压差的变化与流量波动值的比值，是衡量流量特性的指标，刚度越大，流量阀的流量特性越好。,刚度公式,4.4,流量控制阀节流阀,(throttle valve),不同开口时节流阀的流量特性曲线,刚度在特性曲线上反映为曲线某点的切线与横坐标的余切，,曲线越平缓，刚度越大，流量特性越好,。,4.4,流量控制阀节流阀,(throttle valve),节流阀的应用,1,与定量泵、溢流阀组成节流调速回路。,泵的部分油液经溢流阀回油箱，泵的出口压力由溢流阀调定。,进入油缸无杆腔的油液流量由节流阀调定，其稳定性受负载影响,4.4,流量控制阀节流阀,(throttle valve),节流阀的应用,2,起负载阻尼。,顺序阀起平衡作用，防止液压缸活塞的加速下落。,节流阀起阻尼作用，控制顺序阀的启闭，使顺序阀关闭滞后。,4.4,流量控制阀节流阀,(throttle valve),节流阀的应用,3,阻尼缓冲,节流阀置于压力表前。,阻尼作用强，可以缓冲系统的压力冲击。,保护压力表。,4.4,流量控制阀调速阀,定差减压阀和节流阀串联,而成。,节流阀调节输出流量；定差减压阀保持节流阀进出口压差不变；实现输出流量基本恒定 。,用于,负载变化较大、有速度稳定性要求的的场合,。,4.4,流量控制阀调速阀,1,减压口,2-,减压阀阀芯,3-,节流口,A,4.4,流量控制阀调速阀,工作过程分析,p3,增大时，减压阀阀芯,2,向上的力增大，使减压阀阀芯,2,向上移动，此时减压口变大，则,p2,增大，当减压阀阀芯,2,受力达到新的平衡，减压阀阀芯,2,停止移动，此时,(p2-p3)A=k(x+x0),，由于弹簧的变化量远小于弹簧的预压缩量,x0,，所以近似认为,(p2-p3)=k*x0/A,，即节流口进出口压差不变，则输出的流量稳定。,P3,变小时，分析如上。,定差减压阀阀芯受力平衡方程,A=A1+A2,p,2,A = p,3,A + F,s,p,2,-,p,3,= F,s,/A,= kX,0,/A,k,较小且不可调，,工作时阀芯移动很小。,F,s,c,p = p,2,-p,3,= F,s,/A,c,故 当,A,T,= c,时，,q= c,，,v = c,调速阀的工作原理,负载,F,p,3,，减压阀阀芯右移，,x,，减压作用，,p,2,，使,p = p,2,-p,3,，,基本不变。,反之：,F,，,p,3,减压阀阀心左移，,x,，减压作用，,p,2,仍使,p = p,2,-p,3,基本不变。,4.4,流量控制阀调速阀,调速阀详细符号,调速阀简化符号,4.4,流量控制阀调速阀,调速阀的流量特性,在,a,点右边，调速阀的曲线平缓，说明其刚度大，基本不受负载变化的影响，流量特性好。,在,a,点左边，调速阀的曲线与节流阀重合，原因是压差太小，无法克服减压阀弹簧力，减压阀阀芯,2,处于最下端，减压口全开，不起减压作用，调速阀相当于普通的节流阀。,a,4.4,流量控制阀温度补偿调速阀,为了,减小温度变化对流量,的影响，常采用带,温度补偿的调速阀,。,温度补偿的调速阀由减压阀和带温度补偿装置的节流阀串联组成,，结构和调速阀类型。,带温度补偿装置的节流阀在于其,采用了温度补偿装置,，可以减小温度变化对节流阀输出流量的影响。,4.4,流量控制阀温度补偿调速阀,温度补偿杆： 采用热膨胀系数较大的材料制成,1-,手柄,2-,温度补偿杆,3-,节流口,4-,节流阀芯,工作原理（节流阀）,节流口,3,调定，当温度升高，油液粘度变小，通过节流口流量变大，此时温度补偿杆,2,变长，节流口随之减小，通过节流口的流量变小。,节流口,3,调定，当温度降低，油液粘度变大，通过节流口流量变小，此时温度补偿杆,2,变短，节流口随之增大，通过节流口的流量变大。,4.4,流量控制阀溢流节流阀,溢流节流阀由溢流阀和节流阀并联而成。,利用溢流阀保持节流阀进出压差恒定。,利用节流阀进行流量调定。,带有安全阀，可以实现过载保护。,4.4,流量控制阀溢流节流阀,1-,液压缸,2-,安全阀,3-,溢流阀,4-,节流阀,溢流口,节流口,工作原理示意图,详细图形符号,简化图形符号,4.4,流量控制阀溢流节流阀,工作原理图简介,进口压力,p1,作用在溢流阀,3,阀芯下端面和中间腔室端面。,出口压力,p2,作用在溢流阀,3,阀芯上端面。,进口油液一部分通过溢流口回油箱，一部分通过节流口进入液压缸。,安全阀,2,起过载保护作用，大于其调定值，油液打开安全阀,2,阀芯回油箱。,进口压力,p1,和出口压力,p2,和溢流阀,3,阀芯的弹簧力维持平衡，即,(p1,p2)A=k(x+x0),，而,x0,远大于,x,，所以,p1,p2,kx0/A,，此时节流口输出的流量基本恒定。,4.4,流量控制阀溢流节流阀,与调速阀之比较,溢流节流阀功率损耗低，油液发热小,。,由于流经溢流节流阀的流量是油泵的全部流量，较调速阀大，阀芯阻力也较大，故溢流节流阀中溢流阀的弹簧刚度要求大一些，使得,溢流节流阀的调速性能较调速阀差,。,由于,溢流节流阀,靠压变工作，而回油路通油箱无压变，所以,只能装在进油路,，,不可装于回油路,；,调速阀皆可,。,