液压传动基础知识

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,*,Eickhoff Shearer Loader,二OO七年十一月,1,二OO七年十一月,目 录,一、液压传动原理及工作特征,二、工作介质,液压油,三、液压泵,四、液压缸,五、,液压控制阀,六、辅助元件,七、液压基本回路,第五章 液压控制阀,控制和调节系统中工作液体的,压力、流量和方向,，以满足对执行机构提出的压力、速度和换向要求，使执行机构实现预期动作。,1,、按控制阀,机能,分类：,压力控制阀：,控制工作液体的压力，实现执行机构提出的力或力矩要求。,溢流阀，安全阀，减压阀，卸荷阀，顺序阀，平衡阀等,。,流量控制阀：,控制和调节系统流量，改变执行机构的运动速度。,节流阀，调速阀和分流阀等,。,方向控制阀：,控制和改变系统中工作液体的流动方向，实现执行机构运动方向的转换。,方向控制阀分二通、三通、四通和多通阀等。,第一节 液压控制阀概述,根据,结构形式,分类,滑阀,滑阀为间隙密封，阀芯与阀口存在一定的密封长度滑阀运动存在一个死区。,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。,球阀,性能与锥阀相同。定值或开关控制阀 被控制量为定值的阀类，包括普通控制阀、插装阀、叠加阀。,根据,控制方式,不同分类,比例控制阀,被控制量与输入信号成比例连续变化的阀类，包括普通比例阀和带内反馈的电液比例阀。,伺服控制阀,被控制量与（输出与输入之间的）偏差信号成比例连续变化的阀类，包括机液伺服阀和电液伺服阀。,数字控制阀,用数字信息直接控制阀口的启闭，来控制液流的压力、流量、方向的阀类，可直接与计算机接口，不需要,D/A,转换器。,定值或开关控制阀,被控制量为定值的阀类，包括普通控制阀、插装阀、叠加阀。,根据,安装连接形式,不同分类,管式连接,阀体进出口由螺纹或法兰与油管连接。安装方便。,板式连接,阀体进出口通过连接板与油管连接。便于集成。,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。,叠加式,是板式连接阀的一种发展形式。,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。,3,、,操纵方式：,手动、液压、电液、电磁和机械换向。,2,、,液压控制阀的,性能参数,4,、液压阀的阀口数量因阀而异，一般分,5,种，用字母表示,阀口功能,。,压力油口,(P),：,进入压力油的油口。,减压阀、顺序阀的出油口也是压力油口。,回油口,(O,或,T),：,低压油口，阀内低压油由此流出，流向下一个元件或油箱。,泄油口,(L),：,低压油口，阀体中漏到空腔中的低压油经它回到油箱。,工作油口：,指方向阀的,A,、,B,油口，连接执行元件,控制油口,(K),：,使控制阀动作的外接控制压力油由此进入。,5,、,对液压阀,要求：,(1),动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小,(2),油液流过时压力损失小,(3),密封性能好,(4),结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性好,压力控制阀是用来控制液压系统中油液压力或通过压力信号实现控制的阀类。包括溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器。,压力控制阀基本,工作原理,通过液压作用力与弹簧力进行比较来实现对油液压力的控制。,调节弹簧的预压缩量即调节了阀芯的动作压力，该弹簧是压力控制阀的重要调节零件,调压弹簧。,第二节 压力控制阀,一、溢流阀,(,安全阀,),作用：,通过阀口的溢流，使被控制系统或回路的压力保持恒定，实现稳压、调压或限压作用。,定量泵调速系统中，溢流稳压，常开，调定压力较低,;,容积调速系统中，限定最高压力，常闭，安全保护。,按结构形式分,直动型溢流阀,先导型溢流阀,1-,阻尼孔,2-,阀体,3-,阀心,4-,阀盖,5-,调压螺钉,6-,弹簧座,7-,弹簧,直动型溢流阀,结构原理：直动型溢流阀由阀芯、阀体、弹簧、阀盖、调压螺钉等组成。,阀体进油口旁接在泵的出口，出口接油箱。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。,调节弹簧,7,的预压力，调整溢流压力。改变弹簧刚度，改变调压范围,先导型溢流阀,结构组成,由先导阀和主阀组成。先导阀实际上是一个小流量直动型溢流阀，其阀芯为锥阀。主阀芯上有一阻尼孔，且上腔作用面积略大于下腔作用面积，其弹簧只在阀口关闭时起复位作用。,组成：,主阀和先导阀。,当阀,P,口压力较低、先导阀心,4,未开启时，作用在主阀心,1,上的液压力合力方向与弹簧,3,的作用力相同，阀关闭。,阀有两个阻尼孔,2,和,8,，,1,个在主阀心，,1,个在先导阀座上,1-,主阀心,2,，,8-,阻尼孔,3-,主阀弹簧,4-,先导阀心,5-,先导阀弹簧,6-,调压手轮,7-,螺堵,P,口压力增加，阻尼孔,2,、流道,a,、阻尼孔,8,先导阀心前腔压力增加，克服先导阀弹簧预调力使先导阀开启，液流从,P,口经阻尼孔,2,、流道,a,、阻尼孔,8,、开启的先导阀,4,和通道,b,流到,T,口,流量在阻尼孔,2,两端产生压差，压差作用在阀心上下面积上的合力正好与主阀弹簧力平衡，主阀心处于开启的临界状态,P,口压力再稍增加，流经阻尼孔的流量也稍微增大，阻尼孔,2,两端压力差克服主阀弹簧力使主阀打开。,从,P,口输入流量分成两部分：,1),少量流量经先导阀后流向出油口,T,；,2),大部分经主阀节流口流向,T,口。,流经先导阀的流量极小,主阀心上腔的压力基本上和由先导阀弹簧预调力所确定的先导阀心前腔压力相等，主阀上阻尼孔,2,两端用以打开主阀心的压差仅须克服主阀弹簧的作用力、主阀心重量及液动力。,认为：溢流阀进口处压力基本上由先导阀弹簧预调力所确定。在溢流阀的主阀心升起且有溢流作用时，溢流阀进口处的压力可维持由先导阀弹簧所调定的定值。,先导式溢流阀中流经先导阀的油液可内泄，也可外泄。,外泄时将先导阀回油单独引回油箱，将先导阀回油口与主阀回油口,T,的连接通道,b,堵住。,远程控制口,K,通过二位二通阀接通油箱时，主阀心,1,上腔压力接近零，主阀心在很小的压力下可向上移动且阀口开得最大,泵输出的油液在很低的压力下通过阀口流回油箱，实现卸荷作用。,如果将,K,口接到另一个远程调压阀上，并使打开远程调压阀的压力小于打开溢流阀先导阀心,4,的压力，则主阀心上腔的压力,(,即溢流阀的溢流压力,),就由远程调压阀来决定。远程调压阀可对系统的溢流压力实行远程调节。,1),作溢流阀用,(,常开,),保持系统压力基本稳定,。,应用,2),作安全阀用,(,常闭,),保证液压系统安全。,3),作背压阀用,溢流阀,(,一般为直动式,),装在系统回油路上，产生回油阻力，改善执行元件的运动平稳性。,4),作卸荷阀用,系统正常工作，两位两通阀断开，溢流阀溢流稳压；,液压缸停止工作，两位两通阀接通远程控制油口和油箱，在近于零压下溢流，液压泵卸荷空运转,二、顺序阀,利用液体压力来自动控制液体传动系统中各执行元件动作先后顺序的液压元件。,按,控制油来源不同,分内控和外控，按,弹簧腔泄漏油引出方式不同,分内泄和外泄。,通过改变上盖或底盖的装配位置得到内控外泄、内控内泄、外控外泄、外控内泄四种结构类型。,顺序阀与溢流阀,不同之处：,出口处不接油箱，通向二次油路，泄油口必须单独接回油箱。,如果将下盖转过,90,o,，并打开螺堵,K,，内控式顺序阀变为外控式顺序阀。,内控式顺序阀在进油路压力,p,1,达到阀的设定压力之前，阀口一直关闭；达到设定压力后阀口才开启，使压力油进入二次油路，驱动另一个执行元件。,直动式顺序阀,工作原理,顺序阀应用,(1),控制多个执行元件顺序动作,内控外泄顺序阀用于多个执行元件顺序动作。,进口压力先达到阀的调定压力，出口压力取决于负载。,当负载压力高于阀调定压力时，进口压力,=,出口压力，阀口全开；当负载压力低于调定压力时，进口压力,=,调定压力，阀开口一定。,(2),内控内泄顺序阀,的职能符号和工作原理与溢流阀相同。多串联在执行元件的回油路上，使回油具有一定压力，保证执行元件运动平稳。,图示阀,3,作背压阀,。,(3),外控内泄顺序阀,等同于二位二通阀，可作卸载阀，如双泵供油回路阀,3,是泵,1,的,卸载阀,。,(4),外控外泄顺序阀,作液动开关和限速锁。如远控平衡阀可限制重物下降的速度。,三、减压阀,减压阀是利用液流流过缝隙产生压力损失，使其出口压力低于进口压力的压力控制阀。,按调节要求不同，有定值减压阀，定差减压阀，定比减压阀。其中定值减压阀应用最广，简称减压阀。,对减压阀要求：出口压力维持恒定，不受入口压力及通过流量大小的影响,直动式减压阀,工作原理：,当阀心处在原始位置时，它的阀口是打开的，阀的进、出口沟通。阀心由出口处的压力控制，出口压力未达到调定压力时阀口全开，阀心不工作。当出口压力达到调定压力时，阀心上移，阀口关小，整个阀处于工作状态。,如忽略其他阻力，仅考虑阀心上的液压力和弹簧力相平衡的条件，可以认为出口压力基本上维持在某一调定值上。如出口压力减小，阀心下移，阀口开大，阀口处阻力减小，压降减小，使出口压力回升到调定值上。反之，如出口压力增大，则阀心上移，阀口关小，阀口处阻力加大，压降增大，使出口压力下降到调定值上。,1.,结构和工作原理,比较先导型溢流阀：,减压阀是出口压力控制，保证出口压力为定值；溢流阀是进口压力控制，保证进口压力为定值。,减压阀阀口常开；溢流阀阀口常闭。,减压阀有单独的泄油口；溢流阀弹簧腔的泄漏油经阀体內流道內泄至出口。,先导型溢流阀,定值减压阀,3,减压阀应用,在液压系统中，减压阀应用于要求获得稳定低压的回路中，如采煤机链牵引张紧系统。减压阀还可用来限制工作机构的作用力，减少压力波动带来的影响，改善系统的控制性能等。,必须说明，减压阀出口压力还与出口负载有关，若负载压力低于调定压力时，出口压力由负载决定，此时减压阀不起减压作用。,四、压力继电器,压力继电器是利用液体压力来启闭电气触点的液压电气转换元件，它在油液压力达到其设定压力时，发出电信号，控制电气元件动作，实现泵的加载或卸荷、执行元件的顺序动作或系统的安全保护和连锁等功能。,柱塞式压力继电器结构原理,当油液压力达到压力继电器的设定压力时，作用在柱塞,1,上的力通过顶杆,2,合上微动开关,4,，发出电信号。,压力继电器功用,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。,压力继电器,主要性能：,(1),调压范围,指能发出电信号的最低工作压力和最高工作压力的范围。拧动调节螺钉，调整工作压力。,(2),通断调节区间,压力升高，继电器接通电信号的压力，称为开启压力。压力下降，继电器复位切断电信号的压力，称为闭合压力。为避免压力波动时继电器时通时断，要求开启压力和闭合压力间有一可调节的差值，称为通断调节区间。,(3),重复精度,在一定的设定压力下，多次升压,(,或降压,),过程中，开启压力和闭合压力本身的差值称为重复精度。,(4),升压或降压动作时间,压力由卸荷压力升到设定压力，微动开关触点闭合发出电信号的时间，称为升压动作时间，反之称为降压动作时间。,第二节 流量控制阀,依靠改变阀口通流面积的大小或通流通道的长短来改变液阻，控制通过阀的流量，达到调节执行元件,(,液压缸或液压马达,),运动速度的目的,。,流量控制阀包括节流阀、调速阀、溢流节流阀和分流集流阀。,节流阀,调速阀,流量控制原理,流经薄壁小孔流量,q,=,c,q,A,(,2p,/,),1/2,流经