液压系统控制元件ppt课件

液压控制元件作用 在液压传动系统中 液压控制元件主要用来控制液压执行元件运动的方向 承载的能力和运动速度的大小以满足机械设备工作性能的要求 控制液流的方向 压力和流量 液压控制元件 1 液压控制阀的分类 方向控制阀 用于控制液压油的流动方向 压力控制阀 用于控制液压油的压力大小 流量控制阀 用于控制液压油的流量大小 1 按功能 可用于控制液压油的压力 方向和流量的元件或装置称为液压控制阀 概述 2 滑阀 阀芯为多端圆柱体 阀芯相对阀体作轴向运动 锥阀 阀芯为锥柱体 阀芯相对阀体作轴向运动 转阀 阀芯为带圆周方向槽的圆柱体 阀芯相对阀体转动 2 按阀芯结构 3 按控制方式 1 开关或定值控制阀 借助于手动操作 如手轮 手柄等 电磁铁 液压控制等控制液压油通路的开闭 或定值控制液流的方向 压力 流量 这类阀最为常见 称开关阀 2 比例控制阀 这类阀利用与输入 输出参数成比例的电信号 使其按一定的规律成比例地控制系统中液压油的流动方向 压力和流量 此类阀多用于开环程序控制系统 如电液比例流量阀 电液比例换向阀等 3 4 按液压阀的安装连接方式 3 伺服控制阀 输入信号对输出信号 流量 压力 进行连续 成比例地控制 与比例阀不同的是 其动态性能和静态性能好 主要用于快速 高精度的控制系统中 液压阀的连接方式有五种 螺纹连接阀体油口上带标准螺纹的阀称为管式阀 将管式阀的油口用螺纹管接头和管道连接 并由此固定在管路上 法兰连接它是通过阀体上的螺钉孔 每油口多为4个螺钉孔 与管件端部的法兰 用螺钉连接在一起 4 3 板式连接阀的各油口均布置在同一安装平面上 并留有连接螺钉孔 这种阀称为板式阀 如电磁换向阀多为板式阀 将板式阀用螺钉固定在与阀有对应油口的平板式或阀块式连接体上 4 叠加式连接 由阀 方向阀 压力阀 流量阀等 及底板块组成 每个阀同时起单个阀和通道孔的作用 将阀按标准参数做成圆筒形专用元件 然后将这些元件插入不同的阀体 或集成块 得到不同组合的一种集成形式 5 插装式连接 5 液压控制阀性能参数 1 公称通径 2 额定压力 液压阀主油口的名义尺寸叫做公称通径 单位为mm 它代表液压阀阀的通流能力大小 阀的通径一旦确定之后 与其配套的管道的规格也就确定了 液压阀长期正常工作所允许的最高压力 液压控制阀性能的基本要求 动作灵敏 使用可靠 冲击小 振动小 噪声小 寿命长 液体流过时压力损失小 密封性好 结构紧凑 易于安装 调整和维护 液压阀的公称通径 指阀的进出油口的名义尺寸 而不是阀的进出油口的实际尺寸 如公称通径为20mm的电液动换向阀 进出油口的实际尺寸是21mm 公称通径仅仅是为了表示阀的规格 而进出油口的实际尺寸 必须满足液压油流动速度和其他设计参数的要求 管路的公称通径指管道的名义内径 6 方向控制阀 7 方向控制阀 作用 方向控制阀用来控制液压系统中油液流动的方向或液流的通与断 它包括单向阀和换向阀两类 分类 单向阀换向阀 8 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和液控单向阀两种 单向阀 视频 普通单向阀 正向导通 反向不通 9 普通单向阀工作原理 动画 10 1一阀体 2一阔芯 3一弹簧 A一进油口 B一出油口 管式阀 板式阀 图5 11普通单向阀 直通式 直角式 普通单向阀按进出油液流动方向的不同 分为直通式和直角式 11 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 直通式单向阀中的液压油流动的方向和阀的轴线方向相同 12 直角式单向阀的进出油口A P1 B P2 的轴线均和阀体轴线垂直 图所示的阀属于板式连接阀 阀体用螺钉固定在机体上 阀体的平面和机体的平面紧密贴合 阀体上各油孔分别和机体上相对应的孔对接 用 O 形密封圈使它们密封 13 2 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 不但单向阀有管式连接和板式连接之分 其它阀类也有管式连接和板式连接之分 大多数液压系统都采用板式连接阀 14 用途 泵出口处防冲击 倒流 支路处起分隔作用 单向阀与其它阀组合形成复合阀 例如单向顺序阀 单向节流阀等 15 液控单向阀 动画 1 液控单向阀的工作原理和图形符号 控制口通压力油时 液流可反向自由通过 实现两个方向的通流 控制口通油箱时 目的是使阀心可靠复位 同普通单向阀 比普通单向阀多一个控制油口K A口进油时 作用同普通单向阀 16 1 简式内泄型液控单向阀 此类阀不带卸荷阀芯 无专门的泄油口 控制活塞背腔的油与反向油液一起流出 故称为内泄式 简式内泄型液控单向阀1 阀体 2 阀芯 3 弹簧 4 阀盖 5 阀座 6 控制活塞 7 下盖 A 正向进油口 B 正向出油口K 控制口 控制活塞的背腔 17 1 简式外泄型液控单向阀 此类阀不带卸荷阀芯 有专门的泄油口 外泄油口通油箱 故可用于较高压力系统 P1 正向进油口 P2 正向出油口K 控制口 18 3 带卸荷阀的液控单向阀 若在控制口K加控制压力 先顶开卸荷阀芯3 A腔和B腔之间产生微小的缝隙 使B腔压力降低 活塞5继续上升并顶开主阀芯2 大量液流自B腔流向A腔 完成反向导通 此阀适用于反向压力很高的场合 内泄式 图5 14 a 带卸荷阀的内泄式液控单向阀 2 主阀芯 3 卸荷阀芯 5 控制活塞 2 3 4 5 6 A B 19 4 液控单向阀符号 20 液控单向阀的应用 锁紧油缸 避免倒灌 控制重物下放速度 液压锁 设计要求 21 右图中 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 22 2 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 pb 普通单向阀和液控单向阀的应用 23 3 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 普通单向阀和液控单向阀的应用 24 在右图中 通过液控单向阀往立式缸的下腔供袖 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 4 用液控单向阀使立式缸活塞悬浮 普通单向阀和液控单向阀的应用 25 5 用两个液控单向阀使液压缸双向闭锁将高压管A中的压力作为控制压力加在液控单向阀2的控制口上 液控单向阀2也构成通路 此时高压油自A管进入缸 活塞右行 低压油自B管排出 缸的工作和不加液控单向阀时相同 同理 若B管为高压 A管为低压时 则活塞左行 若A B管均不通油时 液控单向阀的控制口均无压力 阀1和阀2均闭锁 这样 利用两个液控单向阀 既不影响缸的正常动作 又可完成缸的双向闭锁 锁紧缸的办法虽有多种 用液控单向阀的方法是最可靠的一种 1 2 A B 普通单向阀和液控单向阀的应用 26 换向阀 视频 作用 改变油流方向 组成 主体 阀体 阀芯 操纵定位装置 分类 滑阀 转阀 27 换向阀的工作原理 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 P pressure压力A B 工作油口 T 回油口 T tank油箱 P T B A 弹簧对中型 28 P T B A 换向阀的工作原理 弹簧对中型 29 换向机能 1 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 四个各不相通且可外部 即液压系统 连接的油口数目 不同油道之间只能通过阀芯移位时阀口的开关来连通 30 表不同的 通 和 位 的滑阀式换向阀主体部分的结构形式和图形符号 31 表5 1中图形符号的含义如下 用方框表示阀的工作位置 有几个方框就表示有几 位 方框内的箭头表示油路处于接通状态 但箭头方向不一定表示液流的实际方向 方框内符号 或 表示该通路不通 方框外部连接的接口数 或油口数 有几个 就表示几 通 一般 阀与系统供油路连接的进油口用字母P表示 阀与系统回油路连通的回油口用T 有时用O 表示 而阀与执行元件连接的油口用A B等表示 有时在图形符号上用L表示泄漏油口 阀的操纵方式画在方框的左右两侧 32 表5 1中图形符号的含义如下 换向阀都有两个或两个以上的工作位置 其中一个为常态位 即阀芯未受到操纵力时所处的位置 图形符号中的中位是三位阀的常态位 利用弹簧复位的二位阀则以靠近弹簧的方框内的通路状态为其常态位 绘制系统图时 油路一般应连接在换向阀的常态位上 换向阀的命名要顺序的表明其 位 通 及控制能源方式 或操纵方式 如 三位四通电磁换向阀 二位二通机动换向阀 33 换向阀主体部分结构型式 1 二位二通 职能符号 作用 控制油路的通与断 主体部分 动画素材 34 2 二位三通 职能符号 作用 控制液流方向 35 3 二位四通 职能符号 作用 控制执行元件换向 P 压力油口T 回油口A B 分别接执行元件的两腔 动画 36 4 三位四通 职能符号 作用 换向 停止 T 动画素材 37 6 三位五通 职能符号 作用 换向 停止 回油不同 动画 38 2 滑阀机能滑阀式换向阀处于中间位置或原始位置时 阀中各油口的连通方式称为换向阀的滑阀机能 两位阀和多位阀的机能是指阀芯处于原始位置时 阀各油口的通断情况 三位阀的机能是指阀芯处于中位时 阀各油口的通断情况 三位阀的滑阀机能也称中位机能 三位阀有多种机能现只介绍最常用的几种 39 l 二位二通换向阀二位二通换向阀其两个油口之间的状态只有两种 通或断 二位二通换向阀的滑阀机能有 常闭式 O型 即油路是断开的 常开式 H型 即油路是接通的 图5 15二位二通换向阀的滑阀机能 二位阀的原始位置 若为手动控制 则是指控制手柄没有动作的位置 若为液压控制则是指失压的位置若为电磁控制则是指失电的位置 二位阀的常态位常指靠近弹簧的方格 40 2 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5 3中所列的几种 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 O型机能 41 滑阀机能 表5 3 2 换向阀的 42 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 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 43 2 H型机能阀芯处于中位时 P A B T四个油口互通 H型机能 虽然阀芯已除于中位 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 44 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 M型机能 45 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型机能 46 小结 单向阀和换向阀是液压系统中控制液压油流动方向的元件 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 方向控制阀的应用 方向控制回路 47 换向阀小结 职能符号 位 阀芯的工作位置 通 阀体上油路的通道数 机能 中位时油路的连通方式 控制方式 48