液压控制元件概述

,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,液压控制元件,第一节 液压阀概述,第二节 方向控制阀,第三节 压力控制阀,第四节 流量控制阀,第五节 二通插装阀和叠加阀,液压阀的功用：,液压控制阀在液压系统中被用来控制液流的,压力、流量和方向,，保证执行元件按照要求进行工作。属控制元件。,液压阀基本结构：,包括阀芯、阀体和驱动阀芯在阀体内作相对运动的装置。驱动装置可以是手调机构，也可以是弹簧或电磁铁，有时还作用有液压力。,1液压控制元件概述,液压与气压传动,a)滑阀 滑阀为间隙密封，阀芯与阀口存在一定的密封长度，因此滑阀运动存在一个死区。,b)锥阀 锥阀阀芯半锥角一般为,12,20,，阀口关闭时为线密封，密封性能好且动作灵敏。,c)球阀 性能与锥阀相同。,1.根据机构形式不同可分为：,液压控制阀的分类:,1液压控制元件概述,液压与气压传动,a)压力控制阀 用来控制和调节液压系统液流压力的阀类，如溢流阀、减压阀、顺序阀等。,b)流量控制阀 用来控制和调节液压系统液流流量的阀类，如节流阀、调速阀、分流集流阀、比例流量阀等。,c)方向控制阀 用来控制和改变液压系统液流方向的阀类，如单向阀、液控单向阀、换向阀等。,2.根据用途不同可分为：,1液压控制元件概述,液压与气压传动,3.根据安装连接形式不同可分为：,a)管式连接 阀体进出口由螺纹或法兰与油管连接。安装方便。,b)板式连接 阀体进出口通过连接板与油管连接。便于集成。,c)插装式 将阀芯、阀套组成的组件插入专门设计的阀块内实现不同功能。结构紧凑。,d)叠加式 是板式连接阀的一种发展形式。,1液压控制元件概述,液压与气压传动,液压阀的性能参数：,公称通径,代表阀的通流能力的大小，对应于阀的额定流量。与阀的进出油口连接的油管应与阀的通径相一致。阀工作时的实际流量应小于或等于它的额定流量，最大不得大于额定流量的1.1倍。,额定压力,阀长期工作所允许的最高压力。对压力控制阀，实际最高压力有时还与阀的调压范围有关；对换向阀，实际最高压力还可能受它的功率极限的限制。,1液压控制元件概述,液压与气压传动,对液压阀的基本要求：,a)动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动要小。,b)阀口全开时，液流压力损失要小；阀口关闭时，密封性能要好。,c)所控制的参数（压力或流量）要稳定，受外干扰时变化量要小。,d)结构紧凑，安装、调试、维护方便，通用性要好。,1液压控制元件概述,液压与气压传动,液压控制阀的集成块,液压与气压传动,功用：控制油液流动方向或通断,分类：单向阀、换向阀,2 方向控制阀,液压与气压传动,液压与气压传动,单向阀只允许经过阀的液流单方向流动，而不许反向流动。,单向阀有,普通单向阀,液控单向阀梭阀、双压阀,等。,1 普通单向阀,(,b,),正向导通，反向截止。,单向阀,2 方向控制阀,液压与气压传动,上图所示的阀属于,管式连接阀,，此类阀的油口可通过管接头和油管相连，阀体的重量靠管路支承，因此阀的体积不能太大太重,。,3,2,1,A,B,A,B,3,2,1,1阀 体； 2阀芯；3 弹簧；,直通式单向阀中的油流方向和阀的轴线方向相同,。,液压与气压传动,1一阀体；,2一,阀,芯；,3一弹簧；,A一进油口； B一出油口。,管式阀,板式阀,普通单向阀,直通式,直角式,液压与气压传动,对单向阀的要求,开启压力要小。,能产生较高的反向压力，反向的泄漏要小。,正向导通时，阀的阻力损失要小。,阀芯运动平稳，无振动、冲击或噪声。,单向阀的符号,单向阀和其它阀组合后，成为组合阀，例如单向顺序阀、单向节流阀等。,A,B,单向阀的职能符号,液压与气压传动,液控单向阀的工作原理和图形符号,当控制油口不通压力油时，油液只能从,p,1,p,2,；当控制油口通压力油时，,p,2,p,1,的反向油液也可自由通过。,根据控制活塞上腔的泄油方式不同分为内泄式和外泄式,。,注意：控制压力油油口不工作时，应使其通回油箱，否则控制活塞难以复位，单向阀反向不能截止液流。,动画演示,1 控制活塞； 2 顶杆；3 阀芯。,2 方向控制阀,液压与气压传动,2,5,1,3,4,图中，用单向阀5将系统和泵隔断，泵开机时泵排出的油可经单向阀5进入系统;泵停机时，单向阀5可阻止系统中的油倒流。,普通单向阀和,液控单向阀的应用,（1）用单向阀,将系统和泵隔断,液压与气压传动,(2)用单向阀将两个泵隔断,在下图中，1是低压大流量泵，2是高压小流量泵。低压时两个泵排出的油合流，共同向系统供油。高压时，单向阀的反向压力为高压，单向阀关闭，泵2排出的高压油经过虚线表示的控制油路将阀3打开，使泵1排出的油经阀3回油箱，由高压泵2单独往系统供油，其压力决定于阀4。这样，单向阀将两个压力不同的泵隔断，不互相影响。,2,1,4,3,液压与气压传动,(3) 用单向阀产生背压,在右图中，高压油进入缸的无杆腔，活塞右行，有杆腔中的低压油经单向阀后回油箱。单向阀有一定压力降，故在单向阀上游总保持一定压力，此压力也就是有杆腔中的压力，叫做背压，其数值不高一般约为0.5MPa。在缸的回油路上保持一定背压，可防止活塞的冲击，使活塞运动平稳。此种用途的单向阀也叫背压阀。,背压阀,p,b,液压与气压传动,(4)用单向阀和其它阀组成复合阀,由单向阀和节流阀组成复合阀，叫单向节流阀。用单向阀组成的复合阀还有单向顺序阀、单向减压阀等。在单向节流阀中，单向阀和节流阀共用一阀体。当液流沿箭头所示方向流动时，因单向阀关闭，液流只能经过节流阀从阀体流出。若液流沿箭头所示相反的方向流动时，因单向阀的阻力远比节流阀为小，所以液流经过单向阀流出阀体。此法常用来快速回油。从而可以改变缸的运动速度。,液压与气压传动,在右图中，通过液控单向阀往立式缸的下腔供油，活塞上行。停止供油时，因有液控单向阀，活塞靠自重不能下行，于是可在任一位置悬浮。将液控单向阀的控制口加压后，活塞即可靠自重下行。 若此立式缸下行为工作行程，可同时往缸的上腔和液控单向阀的控制口加压，则活塞下行，完成工作行程。,A,B,K,G,(5) 用液控单向阀使立式缸活塞悬浮,液压与气压传动,换向阀能改变液流方向，将换向阀与缸连接可以很方便地使缸的活塞改变运动方向。,2,方向控制阀,换向阀,换向阀的类型有,按阀的结构形式,：滑阀式、转阀式、锥阀式。,按阀的操纵方式,：手动式、机动式、电磁式、液动式、电液动式、气动式。,按阀的工作位置数和控制的通道数,：二位二通阀、二位三通阀、二位四通阀、三位四通阀、三位五通阀等。,(a)手动式(b)机动式(c)电磁动(d)弹簧控制(e)液动(f)液压先导控制(g)电液控制,2.2换向阀,液压与气压传动,典型结构分析,液压与气压传动,滑阀式换向阀的结构,液压与气压传动,液压与气压传动,1.换向阀的工作原理,T,P,A,B,如下图，换向阀阀体2上开有4个通油口,P、A、B、T。,换向阀的通油口永远用固定的字母表示，它所表示的意义如下：,P,压力油口；,A、B,工作油口；,T,回油口。,P,T,B,A,液压与气压传动,P,T,A,B,T,P,A,B,下图表示阀芯处于,中位,时的情况, 此时从P 口进来的压力油没有通路。,A 、B,两个油口也不和T口相通。,液压与气压传动,T,P,A,B,下图表示人向一侧搬动控制手柄，,阀芯左移,，或者说阀芯处于,左位,的情况。此时,P,口和,A,口相通，压力油经,P、A,到其它元件；从其它元件回来的油经,B、,阀芯中心孔，T 回油箱。,P,T,A,B,左位,液压与气压传动,P,T,A,B,T,P,A,B,下图表示人向另一侧搬动控制手柄,阀芯右移,， 或者说阀芯处于,右位,时的情况。此时，从P口进来的压力油经,P、B,到其它元件。从其它元件回来的油经,A、T,回油箱。,右位,动画演示,液压与气压传动,P,T,B,A,P,T,A,B,T,P,A,B,P,T,A,B,T,P,A,B,T,P,A,B,P,T,A,B,液压与气压传动,换向机能,换向阀的,“,通,”,和,“,位,”,“,通,”,和,“,位,”,是换向阀的重要概念。不同的,“,通,”,和,“,位,”,构成了不同类型的换向阀。,“位” (Position),一指阀芯的位置，,通常所说的,“,二位阀,”,、,“,三位阀,”,是指换向阀的阀芯有两个或三个不同的工作位置，,“位”在符号图中用方框表示,。,所谓,“,二通阀,”,、,“,三通阀,”,、,“,四通阀,”,是指换向阀的阀体上有两个、三个、四个各不相通且可与系统中不同油管相连的油道接口，不同油道之间只能通过阀芯移位时阀口的开关来沟通。,液压与气压传动,（1）图形符号含义,液压与气压传动,（2）职能符号,液压与气压传动,（3）换向阀常见的形式,液压与气压传动,不同的“通”和“位”的滑阀式换向阀,主体部分的结构形式和图形符号,名称,结构原理图,图形符号,二位二通,二位三通,二位四通,三位四通,动画演示,液压与气压传动,2.换向阀的滑阀机能,换向阀的机能表示阀芯在某位置时阀主油路,的连通方式，对三位阀有中位机能、左位机能和右位机能。,液压与气压传动,三位四通换向阀,液压与气压传动,三位四通换向阀,三位四通,换向阀的滑阀机能有很多种，,常见的有表所列的几种,。中间一个方框表示其原始位置，左右方框表示两个换向位。其左位和右位各油口的连通方式均为直通或交叉相通，所以只用一个字母来表示中位的型式。,P,T,A,B,O型机能,液压与气压传动, 因,P,口封闭，泵不能卸荷 ，泵排出的压力油只能从溢流阀排回油箱。,可用于多个换向阀并联的系统。当一个分支中的换向阀处于中位时, 仍可保持系统压力，不致影响其它分支的正常工作。,P,T,A,B,O型机能,缸的两腔被封闭,活塞在任一位置均可停住, 且能承受一定的正向负载和反向负载。,1）O型机能,阀芯处于中位时,P,A,B,T,四个油口均被封闭，其特点是：,中位机能,：三位换向阀的阀芯在中间位置时，各通口间有不同的连通方式，可满足不同的使用要求。这种连通方式称为换向阀的中位机能,液压与气压传动,2）H型机能,阀芯处于中位时, P ,A,B,T 四个油口互通。,P,T,A,B,H型机能,虽然阀芯已处于中位，但缸的活塞无法停住。中位时油缸不能承受负载。,不管活塞原来是左行还是右行，缸的各腔均无压力冲击，也不会出现负压。换向平稳无冲击，换向时无精度可言,泵可卸荷。,不能用于多个换向阀并联的系统。因一个分支的换向阀一旦处于中位，泵即卸荷，系统压力为零，其它分支也就不能正常工作了。,H 型机能的特点如下：,液压与气压传动,3）M型机能,阀芯处于中位时,A 、B,油口被封闭，,P、T,油口互通。,M,型机能是取,O,型机能的上半部,，H,型机能的下半部组成的，故兼有二者的特点。,M,型机能如下：,活塞可停在任一位置上，用能承受双向负载。,缸的两腔会出现压力冲击或负压，依活塞原来的运动方向而定。活塞有前冲。,泵能卸荷。,不宜用于多个换向阀并联的系统。,P,T,A,B,M型机能,液压与气压传动,此种机能目的是构成差动连接油路，使单活塞杆缸的活塞增速。,4）,P,型机能,阀芯处于中位时，,P、A、B,油口互通，油口T被封闭。,P,T,A,B,P型机能,液压与气压传动,Y型,油缸浮动，系统保压。,5）,Y,型机能,液压与气压传动,6）,K,型机能,K型,单向锁紧，油泵卸荷。,液压与气压传动,Y,型机能,封闭，,、,互通。,型机能,、,互通，,封闭。,型机能,、,之间只有很小的缝隙连通。,型机能,、,封闭，,、,互通。,型机能,、,相通，,、,封闭。,型机能,、,封闭，,、,互通。,型机能,、,封闭，,、,互通。,除上述四种常用的机能外，根据油口通断情况不同尚可组合成多种机能，不过这些机能多用在特殊场合。这些机能是：,液压与气压传动,滑阀的中位机能,液压与气压传动,液压与气压传动,液压与气压传动,利用手动杠杆操纵阀芯运动以控制流向。,手动换向阀,3.几种常用的换向阀,液压与气压传动,此类控制方式的“信号源”是缸的运动件。例如将挡块固定在运动的活塞杆上，当挡块触压阀推杆2的滚滚轮1时 ，推杆2即推动阀芯3换向。挡块和推杆2端部的滚轮脱离接触后，阀芯即可靠弹簧复位。此种阀的控制方式因和缸的行程有关，也有管此类阀叫“行程阀”。,1滚轮 2推杆 3阀芯,机动换向阀,机动换向阀,行程阀,液压与气压传动,用行程阀速度换接,液压与气压传动,三位四通电磁换向阀,右电磁铁,通电换向,左、右电磁铁,断电（复中位）,左电磁铁,通电换向,电磁换向阀,液压与气压传动,如果将两端电磁铁与弹簧对中机构组合，又可组成三位的电磁换向阀，电磁铁得电分别为左右位，不得电为中位（常位）。,电磁吸力有限，电磁换向阀最大通流量小于,100 L,/,min,。对液动力较大的大流量阀则应选用液动换向阀或电液换向阀。,液压与气压传动,液动换向阀,液动换向阀是利用控制压力油来改变阀芯位置的换向阀。对三位阀而言，按阀芯的对中形式，分为弹簧对中型和液压对中型两种。,液压与气压传动,电磁换向阀起先导作用，控制液动换向阀的动作；液动换向阀作为主阀，用于控制液压系统中的执行元件。,电液动换向阀,内,部控制、外部回油的弹簧对中电液换向阀,电液换向阀是电磁换向阀和液动换向阀的组合。,动画演示,液压与气压传动,换向阀的应用,用行程阀做先导阀实现连续往复运动,液压与气压传动,用电磁阀实现完整工作循环,液压与气压传动,小 结,单向阀和换向阀是液压系统中控制液流方向的元件。,单向阀分成两类：即普通单向阀（简称单向阀）和液控单向阀。单向阀只允许液流向一个方向通过；液控单向阀具有普通单向阀的功能，并且只要在控制口通以一定压力的控制油液，油流反向也能通过。单向阀和液控单向阀用于回路需要单向导通的场合，也用于各种锁紧回路。,换向阀既可用来使执行元件换向，也可用来切换油路。换向阀的各种结构形式中，滑阀式用得较多。而各种操纵形式的换向阀中，则以电磁和电液换向阀用得较多，因为它易于实现自动化。换向阀的图形符号明确地表示了阀的作用原理、工作位置数、通路数、通断状态以及操纵方式等，应予以足够的重视，并能熟练掌握。,压力控制阀,简称压力阀。,压力阀包括：,（1）用来控制液压系统压力,的阀类。,（2）利用压力变化作为信号来控制其它元件动作,的阀类。,按其功能和用途不同可分为溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。,共同特点：作用于阀芯上的,液压力与弹簧力相平衡的原理,进行工作的。,5.3,压力控制阀,液压与气压传动,溢流阀,溢流阀的主要用途有以下两点：,1）,调压和稳压。,如用在由定量泵构成的液压源中，用以调节泵的出口压力，保持该压力恒定。,2）,限压。,如用作安全阀，当系统正常工作时，溢流阀处于关闭状态，仅在系统压力大于其调定压力时才开启溢流，对系统起过载保护作用。,溢流阀的特征是：,阀与负载相并联,，,溢流口接回油箱,，,采用进口压力负反馈,.,根据结构不同，溢流阀可分为直动型和先导型两类。,直动型溢流阀,先导式溢流阀,液压与气压传动,直动式溢流阀,直动式溢流阀工作原理,原始状态，阀芯在弹簧力的作用下处于最下端位置，进出油口隔断。进口油液经阀芯径向孔、轴向孔作用在阀芯底端面，当液压力等于或大于弹簧力时，阀芯上移，阀口开启，进口压力油经阀口溢回油箱。此时阀芯受力平衡，阀口溢流满足压力流量方程。,液压与气压传动,直动式溢流阀工作原理,液压与气压传动,动画演示,先导式溢流阀,液压与气压传动,先导式溢流阀工作原理,液压与气压传动,溢流阀的应用,溢流阀旁接在泵的出口，用来限制系统压力的最大值，对系统起保护作用，称为安全阀。,电磁溢流阀还可以在执行机构不工作时使泵卸载。,溢流阀旁接在泵的出口，用来保证系统压力恒定，称为调压阀,。,溢流阀接在执行元件的出口，用来保证系统运动平稳性，称为背压阀,液压与气压传动,减压阀,液压与气压传动,减压阀由压力先导阀和主阀组成。出口压力油引至主阀芯上腔和先导阀前腔，当出口压力大于减压阀的调定压力时，先导阀开启，主阀芯上移，减压缝隙关小，减压阀才起减压作用且保证出口压力为定值。,先导式减压阀,液压与气压传动,减压阀的特点与应用,液压与气压传动,减压阀的特点与应用,液压与气压传动,顺序阀,液压与气压传动,先导式顺序阀,液压与气压传动,与溢流阀的主要差别,液压与气压传动,顺序阀的应用,液压与气压传动,顺序阀的应用,液压与气压传动,顺序阀的应用,液压与气压传动,顺序阀的图形符号,液压与气压传动,压力继电器,压力继电器是一种将液压系统的压力信号转换为电信号输出的元件。,其作用是实现执行元件的顺序控制或安全保护。,按结构特点分为柱塞式、弹簧管式和膜片式。图示为柱塞式压力继电器。主要零件包括柱塞1、调节螺钉2和电气微动开关3。压力油作用在柱塞下端，液压力直接与弹簧力比较。当液压力大于或等于弹簧力时，柱塞向上移压微动开关触头，接通或断开电气线路。反之，微动开关触头复位。,液压与气压传动,工作原理：当压力达到调定值时，发电信号使电路接通,调节方式：螺钉2调整发信压力,返回区间：发信压力与断信压力之差,压力继电器的应用,如图所示，压力继电器用在顺序动作回路中。当执行元件工作压力达到压力继电器调定压力时，压力继电器将发出电信号，使电磁铁得电，换向阀换向，从而实现两液压缸的顺序动作。,液压与气压传动,实现保压卸荷,液压与气压传动,液压与气压传动,液压与气压传动,液压与气压传动,