第四章 液压控制元件

1、第四章第四章 液压控制元件液压控制元件本章内容提要本章内容提要n重点理解方向、压力、流量控制元件的功用、结构、工作原理功用、结构、工作原理n掌握液压阀的选用方法（各种阀的特点、特点、选用原则选用原则）第一节 液压控制概述n液压控制对象: 方向,压力,流量n控制元件(主要为液压阀)共同结构有: 阀体,阀芯(座阀),驱动元件(弹簧、电磁铁等）n控制阀的共同原理： mpKAq液压控制概述(续)n液压控制阀的分类： 见课本表见课本表4-14-1（以用途、操作、连接分）（以用途、操作、连接分）n液压传动系统对液压阀的基本要求： 灵敏、可靠、冲击振动小、寿命长； 压力损失小，密封好（内外泄漏）； 结构简单

2、、好用好修。 第二节 方向控制阀n功用和定义:控制油路通断和流向(控制执行元件起停换向）n主要类型：单向阀、换向阀单向阀单向阀n功用：控制液压单方向流动n常见类型：单向阀 液控单向阀（一般）单向阀（一般）单向阀单向阀结构 ； 工作原理：正向流动、反向流动图4-1液控单向阀n功能：可用远程液压力控制反向流动n结构与符号：课本图4-2n工作原理：正向流动和单向阀一样通过；反向流动时只有在控制油口有一定压力才能通过，否则不通过。结构、原理动画单向阀的选用要求n正向流动阻力损失小、n反向时密封性能好、n动作灵敏(平稳快速可靠)方向阀构件与性能关系n阀芯摩擦（小-好）n弹簧刚度（小-好）n油口（适当）换

3、向阀换向阀功用功用：换向阀是利用阀芯对阀体的相对运动，使油路接通，关断或变换油流方向，从而实现液压执行元件及其驱动机构的启动、停止或变换运动方向。分类分类：n（按阀芯运动）滑阀、转阀n（按操作方式）手动、机动、电磁动、液动、电液动n（按阀芯工位）二位、三位、n（按通路口数）二通、三通、四通、五通、 （通路口不包括控制油口和泄漏油口）不包括控制油口和泄漏油口）换向阀结构n阀体：有多级沉割槽的圆柱孔阀体：有多级沉割槽的圆柱孔n阀芯：有多段环行槽的圆柱体阀芯：有多段环行槽的圆柱体n还有内部管路、外部接口、驱动器、还有内部管路、外部接口、驱动器、等（如辅助阀）等（如辅助阀）结构简图结构简图 与与图形符

4、号图形符号图形符号含义和绘制图形符号含义和绘制 1 位位用方格表示，几位即几个方格用方格表示，几位即几个方格 2 通通 不通不通 、 箭头首尾和堵截符号与一个方格有几个交点即箭头首尾和堵截符号与一个方格有几个交点即 为几通为几通.3 p.A.B.T有固定方位，有固定方位， p进油口进油口(PRESS)， T回油口回油口 (TANK) A.B与执行元件连接的工作油口与执行元件连接的工作油口4 弹簧弹簧W、M，画在方格两侧。，画在方格两侧。 二位阀，靠弹簧的一格。二位阀，靠弹簧的一格。 5 常态位置常态位置 (原理图中，油路应该连接在常态位置原理图中，油路应该连接在常态位置) 三位阀，中间一格。三

5、位阀，中间一格。 自学强化内容（结合P92-96）：几种不同驱动方式的换向阀换向阀操纵方式符号图4-5手动阀结构举例n手动阀(立体结构动画)n平面图参考课本图4-7机动阀结构举例n平面磨床工作台行程控制-往复运动n靠凸轮挡块来压迫或推动滚轮实现阀心换位-改变液流方向挡块机动阀电磁阀结构举例n弹簧和单电磁铁驱动（二位三通电磁阀/图4-9）n双电磁铁驱动（三位五通电磁阀/图4-10）液动换向阀电液换向阀n液动换向阀:外部液压控制n电液换向阀:电磁控制液压驱动换向阀的工作原理n通过阀芯内槽换位和油口的对接实现油路的改变举例:液压驱动换向阀工作原理 （如下页）液动换向阀工作原理液动换向阀工作原理图示位

6、置（中位机能）：图示位置（中位机能）： p、A、B、均、均 T k1通压力油，驱动阀芯右移：通压力油，驱动阀芯右移：pA，BT k2通压力油，驱动阀芯左移：通压力油，驱动阀芯左移：pB，AT 换向阀的性能和特点n中位机能（保压、卸荷、制动、平稳冲击、等）n滑阀的液动力(使阀口关小的趋势的力-其大小和流量&阀芯移动速度有关)n滑阀的卡紧现象(温升膨胀杂物卡入主因主因:不平不平衡液压力衡液压力 干摩擦干摩擦) （防卡方法：油质清洁（防卡方法：油质清洁; 采用高精度与对称设计、采用多槽设计）采用高精度与对称设计、采用多槽设计） 参看参看P.99图图4-14，15第三节 压力控制阀n功用与定义

7、：控制液压系统压控制液压系统压力或利用压力作为信号来控制其力或利用压力作为信号来控制其它元件动作的控制阀它元件动作的控制阀。 n压力阀共同点：利用阀芯上的利用阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的工作原液压力和弹簧力相平衡的工作原理理压力控制阀的压力控制阀的分类溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器 溢流阀n功用：功用：通过溢流保证进油口通过溢流保证进油口油路上压力恒定，可做安全油路上压力恒定，可做安全阀。阀。n调整方法：调整方法：调节调压螺帽改调节调压螺帽改变弹簧预压缩量，便可调节变弹簧预压缩量，便可调节溢流阀调整压力。溢流阀调整压力。n分类、形式：分类、形式：直动式、

8、先导直动式、先导式式直动式溢流阀课堂练习课堂练习:请找出请找出图形符号和实物中图形符号和实物中相对应部件和含义相对应部件和含义（P型低压）直动式溢流阀n原理:依靠系统中的压力油直接作用在阀芯上与弹簧力相平衡，以控制阀芯的启闭动作n结构设计之防压力冲击:阻尼孔a的作用为 减小油压的脉动，提高阀工作的平稳性n原理设计之调压方法:弹簧的压紧力可 通过调整螺帽1调整 n实现功能:溢流阀进口处的压力基本保持为定值 n选用:用于低压小流量： 额定压力2.5Mpa 调压范围：0.32.5Mpa直动式溢流阀中调节原理:自动溢流控压n？多楼层自来水的困扰n？公共浴室冷热水的相互影响 n阀芯稳态时受力分析: PA

9、=Fs， Fs=Kxn阀芯动态时受力与自动调节原理：看课本P101详细讲解原理与特性：增液增压-缩小溢流阀口 放液减压-扩大溢流阀口此处是难点恒定工作压力直动式锥型溢流阀结构区别:锥面(直动式-平面)液压力和弹簧力n增加结构:增加一活塞,如图4-18n活塞作用:可以增大运动阻尼,提高导向和运动稳定性先导式溢流阀结构图形符号原理动画（Y型）先导式溢流阀n由先导阀和主阀两部分组成. 主阀：控制主油路溢流的开口 先导阀：控制主阀的开启压力n调节螺母可调节调压弹簧的压 紧力，从而调定了液压系统的压力n远程遥控口： 接远程调压阀时远程调压 接油箱时卸荷n额定压力可达6.3Mpa 调压范围：0.56.3M

10、pa 课本-先导式溢流阀原理分析溢流阀的应用n限压安全作用（安全阀） 用溢流阀限制系统压力n定压溢流作用 溢流阀常开，保持泵出口压力恒定，并将多余油液溢回油箱n作为远程调压n作卸荷阀用n作背压阀用溢流阀的性能（选学）静态性能n压力调节范围：在可稳定地工作时调整弹簧可以实现调节压力值的范围n起闭特性：可描述其定压精度,见图n卸荷压力：额定流量下的压力损失(所定压力和原压力间压力差)动态性能（图）n超调量超调率n响应时间t1，过渡过程时间t2减压阀n功用：使出口压力低于进口压力n通常用于：液压夹紧、润滑和控制系统n分类：定值输出减压阀定差减压阀定比减压阀定值输出减压阀n功能:保证出口处压力恒定，即

11、2 2常数常数n实现方法:把出口油接到在阀芯一端做为负反馈,当出口压强的液压力和弹簧力相等时处于稳定压力输出定值输出减压阀的工作原理n稳压过程的文字表述稳压过程的文字表述（见课本104)n工作原理工作原理：利用进口压力油流经缝隙时产生压力损失的原理使出口油液的压力低于进口压力，并能自动调节缝隙大小，从而保持出口压力恒定工作原理的相关内容（选学）n阀芯的受力分析(课本P105)n利用流体流动来解释进出口油压变化n用反馈理论进行分析n特性曲线（图）先导式溢流减压阀（自学研究）结构特点工作原理调压原理减压阀与溢流阀比较减压阀与溢流阀比较溢流阀溢流阀 减压阀减压阀 a 保持进口压力不变保持进口压力不变

12、 出口压力出口压力 b 内部回油内部回油 外部回油外部回油 c 阀口常闭阀口常闭 阀口常开阀口常开 e 一般并联于系统一般并联于系统 一般串联于系统一般串联于系统 J型减压阀与Y型溢流阀的差别n在原始状态时，溢流阀的进、出油口完全不通，而减压阀进、出油口是畅通的；n两者进、出油口的位置恰好相反；n溢流阀利用进口压力来控制阀芯移动，保持进口压力恒定，而减压阀则是利用出口压力来控制阀芯移动，保持出口压力恒定；n溢流阀调压弹簧腔的油液经阀的内部孔通到出油口，而减压阀需单独接油箱 提示：一般情况下，习惯上所说的减压阀指的就是定值输出减压阀定差减压阀n功用:使进出油口压力差保持近似定值n结构与图形符号:

13、定差减压阀原理n图4-24定比减压阀n功用:输出和输入保持定比n结构图(见课本)n工作原理顺序阀n功用:用来控制执行元件动作先后顺序n直动式、先导式n内控式、外控式n图形符号：和溢流阀相似和不同之处顺序阀工作原理n见图4-26(动画)n液流中间有一时间过程,产生先后顺序n有P1后,让P1推动阀,等导通后P2才有压力和流动压力继电器n压力继电器是一种将油压信号转化成电信号的电信号的电液控制元件。n结构与原理：图4-29,弹簧3可调控动作压力n图形符号第四节 流量控制阀 内容提要n节流阀n组合节流阀n调速阀 温度补偿调速阀n溢流节流阀流量控制阀n原理：依靠改变阀口的通流面积（节流口局部阻力）的大小

14、和通流通道的长短来控制流量n基础理论：mpKAq节流口n薄壁小孔（图4-30B，温度无影响作用，降压程度最小是最理想的节流形式）n细长小孔（图4-30A）n厚壁小孔液压系统对节流阀的要求n较大的调节范围，且均匀变化n压差对流量影响小n温度对流量影响小n全开压力损失小n全闭时泄漏要小普通节流阀n结构与图形符号（图4-33）n刚度：T指阀口不变时，前后压差对流量指阀口不变时，前后压差对流量影响的情况影响的情况-即抵抗压力变化的干扰，即抵抗压力变化的干扰，保持流量稳定的能力。保持流量稳定的能力。nT的表达 n（代数法4-13/14，几何法图4-34）n根据表达式的结论难流时则刚度大yao-lawnA小T大；n压差小刚度低；保证最小压差才正常工作nm 小刚度大。)/(1KAmpTm节流阀的前后压力补偿法n目的：保持负载变化不影响节流阀调控n原理：使阀的前后压力差不变，流量只由阀口决定n接法：调速阀（定差减压阀+节流阀串联） 溢流节流阀（并联）温度补偿调速阀n原理：油温升高，粘性减低，流量增大利用聚氯乙烯杆膨胀来减小流口面积，实现流量补偿均衡。第五节 叠加式液压阀n原理分类都与一般阀相同n特点：P114n我国标准：五个