液压及气压传动04

1、本章重点：本章重点： 1 1、液压阀的作用、类型及共同点；液压阀的作用、类型及共同点；2 2、单向阀、液控单向阀的工作原理及应用；单向阀、液控单向阀的工作原理及应用；滑阀式换向阀的换向原理，滑阀式换向阀的换向原理，“位位”、“通通”、“滑阀机能（中位机能）滑阀机能（中位机能）”、操纵方式与应用；、操纵方式与应用；3 3、溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器的工溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器的工作原理及应用；作原理及应用； 4 4、节流阀的特性、主要结构和工作原理；调速阀节流阀的特性、主要结构和工作原理；调速阀的典型结构、工作原理；的典型结构、工作原理；5 5、各控制元件的图形符号。各控制元件

2、的图形符号。1 1、溢流阀、减压阀的工作原理；溢流阀、减压阀的工作原理；2 2、调速阀的结构及工作原理。调速阀的结构及工作原理。本章难点：本章难点： 一、液压阀的作用一、液压阀的作用 液压阀是用来控制液压系统中油液的压液压阀是用来控制液压系统中油液的压力、流量和液体流动方向力、流量和液体流动方向。二、液压阀的分类二、液压阀的分类按功能分：按功能分： 方向控制阀方向控制阀（单向阀、换向阀）（单向阀、换向阀） 压力控制阀压力控制阀（溢流阀、减压阀、顺序阀、（溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器）压力继电器） 流量控制阀流量控制阀（节流阀、调速阀）（节流阀、调速阀）（1 1）在结构上，所有的阀都有阀体

3、、阀芯（转阀）在结构上，所有的阀都有阀体、阀芯（转阀或滑阀）和驱使阀芯动作的部件（如弹簧、电磁或滑阀）和驱使阀芯动作的部件（如弹簧、电磁铁）组成。铁）组成。 共同点共同点 ：按操纵方式分：按操纵方式分： 手动和脚踏、机动、电动、液动、电液动等。手动和脚踏、机动、电动、液动、电液动等。 （2 2）在工作原理上，所有阀的开口大小，阀进、出）在工作原理上，所有阀的开口大小，阀进、出口压差以及流过阀的流量之间的关系都符合孔口流口压差以及流过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式，仅是各种阀控制的参数各不相同而已。量公式，仅是各种阀控制的参数各不相同而已。 三、对液压阀的基本要求三、对液压阀的基本要求 （

4、1 1）动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小。）动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小。（2 2）油液流过的压力损失小。）油液流过的压力损失小。（3 3）密封性能好。）密封性能好。（4 4）结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用）结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性大。性大。 类型：类型：单向阀、换向阀单向阀、换向阀 一、单向阀一、单向阀 类型：类型：普通单向阀、液控单向阀普通单向阀、液控单向阀 1 1、普通单向阀、普通单向阀 作用：作用：只允许油液沿一个方向流动，不允许油液只允许油液沿一个方向流动，不允许油液反向倒流（反向倒流（起止回作用起止回作用）。）。对单向阀的性能要求：对

5、单向阀的性能要求： （1 1）正向导通时，压力损失要小；）正向导通时，压力损失要小；结结构构与与工工作作原原理理单单向向阀阀（2 2）反向截止时，密封性要好。）反向截止时，密封性要好。2 2、 液控单向阀液控单向阀作用：作用：（1 1）起止回作用；）起止回作用；（2 2）必要时解除逆止，允许油液反向通过。）必要时解除逆止，允许油液反向通过。 结构与工作原理：结构与工作原理：液控单向阀分类：1）普通型（又包含内泄式和外泄式）2）带卸荷阀芯（又包含内泄式和外泄式）对于第二种结构图见课本图4-103 3、单向阀用途、单向阀用途 （1 1）止回作用：安装在泵的出口，）止回作用：安装在泵的出口，pk=0

6、.30.5 bar（2 2）作背压阀用）作背压阀用: :防止液压缸前冲或爬行，使系统工作平稳。防止液压缸前冲或爬行，使系统工作平稳。pk=26 bar（3 3）作锁紧装置用：起重机支腿、夹紧回路等。）作锁紧装置用：起重机支腿、夹紧回路等。（4 4）保持控制油路有必要的压力：）保持控制油路有必要的压力：pkp液控液控（5 5）作复合阀使用：单向节流阀、单向顺序阀、单向减压）作复合阀使用：单向节流阀、单向顺序阀、单向减压阀、单向调速阀等。阀、单向调速阀等。 （6 6）局部回路作安全阀使用：）局部回路作安全阀使用：pkp换热器正常工作的阻力换热器正常工作的阻力二、换向阀二、换向阀 作用：作用： 利用

7、阀芯相对于阀体间的相对位置改变，使油路利用阀芯相对于阀体间的相对位置改变，使油路接通、关断，或改变油流的方向，从而使液压执接通、关断，或改变油流的方向，从而使液压执行元件启动、停止或变换运动方向。行元件启动、停止或变换运动方向。 1 1、对换向阀的性能要求、对换向阀的性能要求 （1 1）油液导通时压力损失要小；）油液导通时压力损失要小；（2 2）油液断开时泄漏要小；）油液断开时泄漏要小；（3 3）阀芯换位时操纵力要小。）阀芯换位时操纵力要小。 2 2、类型、类型按阀芯的形状分类按阀芯的形状分类 滑阀【包括控制部分、主体部分（位、通）】滑阀【包括控制部分、主体部分（位、通）】 转阀转阀 位位：为

8、改变液流方向，阀芯相对于阀体不同的工作位置数：为改变液流方向，阀芯相对于阀体不同的工作位置数（二位、三位），一个（二位、三位），一个“”表示一个位。表示一个位。通：通：换向阀与液压系统油路相连的主油口数（二通、三通、换向阀与液压系统油路相连的主油口数（二通、三通、四通、五通），在一个四通、五通），在一个“”内，内，“” ” 或或“”与方框的与方框的交点数。交点数。 按阀的安装方式分类按阀的安装方式分类 ：管式、板式、法兰式。管式、板式、法兰式。 按操纵方式分类：按操纵方式分类： 。手动、机动、电动、弹簧控制、液动、液压先导控手动、机动、电动、弹簧控制、液动、液压先导控制、电液动等。制、电液动等

9、。 3 3、换换向向阀阀主主体体结结构构与与工工作作原原理理PAB工工作作原原理理动动画画演演示示3 3、几种典型换向阀的结构、几种典型换向阀的结构手动换向阀手动换向阀 机动换向阀机动换向阀 又称行程阀。又称行程阀。它是借助于安装在工作台上的挡铁或凸轮来迫使阀芯移动。它是借助于安装在工作台上的挡铁或凸轮来迫使阀芯移动。通常是通常是二位二位的，有的，有二通、三通、四通和五通二通、三通、四通和五通几种，其中二位几种，其中二位二通机动阀又分常闭和常开两种。二通机动阀又分常闭和常开两种。 电磁换向阀电磁换向阀 工作原理：工作原理： 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

10、释放而直接推动阀芯来控制液流方向的。来控制液流方向的。 类型：类型： 直流（直流（E，24V 或或 100V） 交流（交流（D，36V 或或 220V 或或 380V）湿式湿式 干式干式电磁换向阀电磁换向阀结构：结构： （1 1）动作迅速，操作轻便，便于远距离控制；）动作迅速，操作轻便，便于远距离控制；（2 2）因受电磁铁尺寸与推力的限制，仅能控制小）因受电磁铁尺寸与推力的限制，仅能控制小流量（小于流量（小于63 63 l/minl/min）的液流；）的液流；（3 3）电磁铁通断电需电信号控制：如设备中的按）电磁铁通断电需电信号控制：如设备中的按钮开关、限位开关、行程开关等；钮开关、限位开关、

11、行程开关等；（4 4）换向快，易产生液压冲击。）换向快，易产生液压冲击。 特点：特点： 液动换向阀液动换向阀 工作原理：工作原理： 利用控制油路的油液压力来改变阀芯位置的换向阀。利用控制油路的油液压力来改变阀芯位置的换向阀。 结构：结构： 特点：特点： （1 1）换向速度易于控制，结构简单、动作平稳可靠；）换向速度易于控制，结构简单、动作平稳可靠；（2 2）由于液压驱动力大，适用于大流量的场合；）由于液压驱动力大，适用于大流量的场合；（3 3）其控制油路必须有开关或换向装置。）其控制油路必须有开关或换向装置。电液动换向阀电液动换向阀 组成组成电磁阀：电磁阀：电磁阀负责液动阀控制油路的换电磁阀负

12、责液动阀控制油路的换向，起先导作用向，起先导作用。 液动阀液动阀：负责主油路的换向负责主油路的换向。 结结构构及及工工作作原原理理 电液动换向阀电液动换向阀（1 1）换向平稳无冲击；）换向平稳无冲击；（2 2）允许通过的流量大。）允许通过的流量大。 （国产：国产：32MPa，1250l/min; 进口：进口：40MPa，2000 l/min） 特点：特点：4 4、换向阀的滑阀机能、换向阀的滑阀机能 常态位：常态位： 换向阀的阀芯未受到外部操纵力作用时所处的位置。换向阀的阀芯未受到外部操纵力作用时所处的位置。 滑阀机能：滑阀机能： 阀芯处于常态位（原始位置）时各油口的连通阀芯处于常态位（原始位置

13、）时各油口的连通方式。如二位阀有方式。如二位阀有“常通型常通型”、“常断型常断型”。 中位机能：中位机能： 三位换向阀的阀芯在中间位置时，各油口的连通三位换向阀的阀芯在中间位置时，各油口的连通方式，称为换向阀的中位机能。方式，称为换向阀的中位机能。 三位换向阀常用的中位机能：三位换向阀常用的中位机能： “O”、“H”、“M”、“P”、“K”、“Y”型。型。例：指出下列图形符号的错误，并予以改正。例：指出下列图形符号的错误，并予以改正。 作用：作用： 用来控制液压传动系统中油液的压力，以满用来控制液压传动系统中油液的压力，以满足执行元件所要求的力和转矩。足执行元件所要求的力和转矩。 类型：类型：

14、 溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等。溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等。 共同点：共同点： 利用作用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡利用作用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理工作。的原理工作。 一、溢流阀一、溢流阀 类型：类型： 直动式、先导式直动式、先导式 作用：作用： （1 1）在不断溢流过程中保持系统压力恒定，起稳）在不断溢流过程中保持系统压力恒定，起稳压和溢流作用（压和溢流作用（py=p系统系统，阀口常开）；，阀口常开）； （2 2）防止液压系统过载，起安全保护作用）防止液压系统过载，起安全保护作用（py=1.11.2pmax，阀口常闭）。，阀口常闭）。 1 1、直动式溢流阀、直

15、动式溢流阀 工作原理：工作原理： 直接利用液压力与弹簧力相平衡，直接利用液压力与弹簧力相平衡，以控制阀芯的启闭动作，从而保以控制阀芯的启闭动作，从而保证证进油口压力基本恒定进油口压力基本恒定。 pAFs=kx0时，阀芯不时，阀芯不动，溢流阀关闭；动，溢流阀关闭；因为因为 qpq节节，故节流阀前，故节流阀前的压力的压力p，当，当pA=Fs，阀芯，阀芯上移，溢流阀打开溢流。此上移，溢流阀打开溢流。此时时 0()spAFk xhqpq节节phqyp phqyp使压力使压力p p稳定在调定值附近。稳定在调定值附近。 进油口进油口出油口出油口特点：特点： 结构简单、便宜，但工作时易产生振动和噪音。结构简

16、单、便宜，但工作时易产生振动和噪音。 职能符号：职能符号： 阀芯所受的液压力全靠弹簧力平衡，故当系统压阀芯所受的液压力全靠弹簧力平衡，故当系统压力很高时，弹簧必须很硬，导致结构笨重，调压不轻力很高时，弹簧必须很硬，导致结构笨重，调压不轻便。一般用于压力小于便。一般用于压力小于2.5MPa的低压系统中，作安的低压系统中，作安全阀或背压阀使用。全阀或背压阀使用。 由于惯性或负载的变化，导致由于惯性或负载的变化，导致qy变化，即开口度变化，即开口度h h的变化，由于的变化，由于k很大，所以很大，所以p不稳定，稳压精度差；不稳定，稳压精度差；2 2、先导式溢流阀、先导式溢流阀 结构：结构：先导调压部分

17、：控制主阀的溢流压力先导调压部分：控制主阀的溢流压力主阀部分：溢流主阀部分：溢流 工作原理：工作原理：利用主阀芯上下两端液体利用主阀芯上下两端液体压力差与弹簧力相平衡的压力差与弹簧力相平衡的原理来进行压力控制。原理来进行压力控制。 P2P1 当当p2A锥锥Ft锥锥，锥阀关闭；，锥阀关闭； P2P1此时，此时，p1= p2，即，即p2AFt主主p1A，主阀芯关闭不溢流，且，主阀芯关闭不溢流，且主阀弹簧很软就能保证主阀芯关闭；主阀弹簧很软就能保证主阀芯关闭； 当当p至至p2A锥锥Ft锥锥，锥阀打开，一小部分油液自阻尼小孔流，锥阀打开，一小部分油液自阻尼小孔流回油箱；由于阻尼下降，回油箱；由于阻尼下

18、降， p1p2，当（，当（p1p2）差增大至）差增大至（p1p2）AFt主主时，主阀芯时，主阀芯打开溢流；打开溢流； 稳定工作时，稳定工作时，p2A锥锥k锥锥（x2+x2）；）；（p1p2）Ak主主（x1+x1） 由于主阀弹簧和锥阀弹簧都很由于主阀弹簧和锥阀弹簧都很软，即软，即k k很小，所以，当阀的开很小，所以，当阀的开度变化时，压力变化小，稳压度变化时，压力变化小，稳压精度高。精度高。特点：特点： 主阀芯采用锥面阀座式结构密封，没有搭合量，主阀芯采用锥面阀座式结构密封，没有搭合量，动作灵敏。动作灵敏。 因为锥阀作用面积很小，即使压力很高，弹簧因为锥阀作用面积很小，即使压力很高，弹簧刚度仍不

19、大，调压轻便；刚度仍不大，调压轻便； 因为主阀弹簧很软，因此溢流量变化时，压力因为主阀弹簧很软，因此溢流量变化时，压力波动小。静态特性好；波动小。静态特性好； 能适应各种不同的调压范围的要求；能适应各种不同的调压范围的要求；讨论：讨论： 堵塞主阀阻尼孔：堵塞主阀阻尼孔：P2P1导致系统压力建立不起来；导致系统压力建立不起来； 堵塞锥阀座小孔：堵塞锥阀座小孔： 导致系统过载，出现压力超调现导致系统过载，出现压力超调现象；象；远程控制口远程控制口K K接油箱接油箱 ：导致系统在低压下卸荷；导致系统在低压下卸荷； 远程控制口远程控制口K K接另一调压阀：接另一调压阀：若若p y 2p y 1, ,

20、系统压力取决于系统压力取决于p y 2。 职能符号：职能符号： 1、起稳压和溢流作用（阀口常开）、起稳压和溢流作用（阀口常开） 在定量泵进油或回油节流调速系统中在定量泵进油或回油节流调速系统中 2 2、起安全保护作用（阀口常闭）、起安全保护作用（阀口常闭） 变量泵液压系统、定量泵旁路节流调速系统和非节流变量泵液压系统、定量泵旁路节流调速系统和非节流调速系统。调速系统。3 3、起卸荷作用、起卸荷作用 4 4、作背压阀使用、作背压阀使用 5、作吸收换向冲击使用、作吸收换向冲击使用 6 6、可实现多级调压和远程调压、可实现多级调压和远程调压 Py11DT2DT2Py3二、减压阀二、减压阀 1 1、作

21、用、作用 （1 1）减压：）减压：降低液压系统某支路（控制油路、夹紧回路、降低液压系统某支路（控制油路、夹紧回路、润滑回路等）的压力。润滑回路等）的压力。 （2 2）稳压：）稳压：稳定液压系统某支路的压力。稳定液压系统某支路的压力。 2 2、类型、类型 按功能分按功能分 定值减压阀：定值减压阀：定差减压阀：定差减压阀：定比减压阀：定比减压阀：保证阀的出口压力为定值。保证阀的出口压力为定值。保证阀的进、出油口压差为定值。保证阀的进、出油口压差为定值。保证阀的进、出油口压力比为定值。保证阀的进、出油口压力比为定值。按结构分按结构分 直动式直动式先导式（先导式（常用常用）直动式减压阀直动式减压阀3

22、3、先导式定值减压阀结构及工作原理、先导式定值减压阀结构及工作原理 结构结构 通过主阀芯上下移动，调节减压孔口节通过主阀芯上下移动，调节减压孔口节流损失，保证出口压力恒定。流损失，保证出口压力恒定。 先导调压部分：先导调压部分：主阀部分：主阀部分：给定阀的出口压力值。给定阀的出口压力值。工作原理：工作原理： （1 1）减压：）减压： 21ppp节流口节流口（2 2）稳压：）稳压： 阀芯稳定工作时，阀芯稳定工作时， 231tp Ap AF若若p2 ，等式左边大于右边，等式左边大于右边，阀芯上移，阀口开度减小，阀芯上移，阀口开度减小，p增加，增加， ，导致，导致p p2 2。 21ppp p3讨论

23、：讨论： (1) (1) 若若p2pJ （减压阀调定压力），锥阀（减压阀调定压力），锥阀关闭，阀芯上下两端液压力相等，主阀芯在关闭，阀芯上下两端液压力相等，主阀芯在弹簧作用下处于开度最大位置，弹簧作用下处于开度最大位置，不起减压作不起减压作用用； （2）若）若p1pJ ，锥阀关，锥阀关闭，阀芯上下两端液压力闭，阀芯上下两端液压力相等，主阀芯在弹簧作用相等，主阀芯在弹簧作用下处于开度最大位置，下处于开度最大位置，不不起减压作用起减压作用； 节流口节流口p3职能符号：职能符号： 例：一夹紧油路如图所示，若溢流阀调整压力例：一夹紧油路如图所示，若溢流阀调整压力py5MPa，减压，减压阀调整压力阀调整

24、压力pJ2.5MPa，试分析夹紧缸活塞空载运动时，试分析夹紧缸活塞空载运动时A、B两两点的压力各为多少点的压力各为多少?减压阀的阀芯处于什么状态？夹紧时活塞停减压阀的阀芯处于什么状态？夹紧时活塞停止运动后，止运动后，A、B两点压力又各为多少？减压阀阀芯又处于什么两点压力又各为多少？减压阀阀芯又处于什么状态状态?到到系系统统ABpypJ到到系系统统ABpypJ解：解： 在活塞为空载运动期间，在活塞为空载运动期间，pB=0，这时减压阀中的先导阀关，这时减压阀中的先导阀关闭，主阀芯处于开口最大位置，若不考虑流过减压阀的压力损闭，主阀芯处于开口最大位置，若不考虑流过减压阀的压力损失，则失，则pA=0

25、。 夹紧时，活塞停止运动，夹紧时，活塞停止运动， pB=2.5MPa。这时减压阀中的先导。这时减压阀中的先导阀打开，主阀芯开口很小。而液压泵输出油液中仅有极少量流阀打开，主阀芯开口很小。而液压泵输出油液中仅有极少量流过减压阀中的先导阀，绝大部分经溢流阀流回油箱。过减压阀中的先导阀，绝大部分经溢流阀流回油箱。则则 pA= 5MPa。4 4、先导式减压阀和先导式溢流阀的不同之处：、先导式减压阀和先导式溢流阀的不同之处： 为保证减压阀出口压力调定值恒定，先导阀弹簧为保证减压阀出口压力调定值恒定，先导阀弹簧腔需通过泄油口单独外接油箱；而溢流阀的出油口是腔需通过泄油口单独外接油箱；而溢流阀的出油口是通油

26、箱的，所以它的导阀弹簧腔和泄漏油可通过阀体通油箱的，所以它的导阀弹簧腔和泄漏油可通过阀体上的通道和出油口相通，不必单独外接油箱。上的通道和出油口相通，不必单独外接油箱。减压阀保持减压阀保持出口压力出口压力基本不变，而溢流阀保持基本不变，而溢流阀保持进口进口处压力处压力基本不变。基本不变。在不工作时，减压阀进、出油口互通，而溢流阀进在不工作时，减压阀进、出油口互通，而溢流阀进出油口不通。出油口不通。三、顺序阀三、顺序阀 1 1、作用：、作用： 利用油路本身的压力变化来控制阀口开启，达到油路通断，利用油路本身的压力变化来控制阀口开启，达到油路通断，实现执行元件的顺序动作，它一般不控制系统压力。实现

27、执行元件的顺序动作，它一般不控制系统压力。内控顺序阀内控顺序阀2 2、类型：、类型：外（液控）控顺序阀外（液控）控顺序阀按控制压力来源按控制压力来源按结构按结构直动式直动式先导式先导式3 3、结构与工作原理：、结构与工作原理：直动式直动式先导式先导式单单向向顺顺序序阀阀外外控控顺顺序序阀阀采用小柱塞采用小柱塞阀心中空阀心中空阀口开启与一阀口开启与一次进口压力无次进口压力无关，只与关，只与K控控制压力有关制压力有关4 4、先导式顺序阀和先导式溢流阀的不同之处：、先导式顺序阀和先导式溢流阀的不同之处： (1)(1)溢流阀的进口压力在通流状态下基本不变。而顺序阀一溢流阀的进口压力在通流状态下基本不变

28、。而顺序阀一般不控制系统压力。般不控制系统压力。(2)(2)溢流阀为内或外泄漏，而顺序阀需单独引出泄漏通道，溢流阀为内或外泄漏，而顺序阀需单独引出泄漏通道，为为外泄漏外泄漏。(3)(3)溢流阀的出口必须回油箱，顺序阀出口可接负载。溢流阀的出口必须回油箱，顺序阀出口可接负载。 压力继电器是压力继电器是一种将油液的压力一种将油液的压力信号转换成电信号信号转换成电信号的电液控制元件，的电液控制元件， 四、压力继电器四、压力继电器性能指标：性能指标：调压范围调压范围灵敏度，开启压力灵敏度，开启压力 重复精度重复精度响应时间响应时间作用：作用： 依靠改变阀口通流面积依靠改变阀口通流面积( (节流口局部阻

29、力节流口局部阻力) )的的大小或通流通道的长短来控制流量，从而实大小或通流通道的长短来控制流量，从而实现执行元件所要求的运动速度。现执行元件所要求的运动速度。普通节流阀、调速阀、单向节流阀、单向普通节流阀、调速阀、单向节流阀、单向调速阀等。调速阀等。 类型：类型：液压系统中流量控制阀的要求：液压系统中流量控制阀的要求：足够调压范围保证稳定的最小流量温度压力对流量的影响要小调节方便泄露小一、一、 流量控制原理及节流口形式流量控制原理及节流口形式1 1、影响流量稳定性的因素、影响流量稳定性的因素 节流口通常有三种基本形式节流口通常有三种基本形式: :薄壁小孔、细长小薄壁小孔、细长小孔和短孔。孔和短孔。关系式：关系式：q=KApm来表示来表示三种节流口的流量特性曲线如下图