液压第4章液压控制元件

1、24.1 液压阀概述液压阀概述4.2 方向控制阀方向控制阀4.3 压力控制阀压力控制阀4.4 流量控制阀流量控制阀34.1.1 液压阀的基本共同点液压阀的基本共同点 液压控制阀的种类繁多，但他们在液压系统的作用主要液压控制阀的种类繁多，但他们在液压系统的作用主要有三个方面：控制液压油的有三个方面：控制液压油的压力压力( (压力控制阀压力控制阀) )、流量（流量流量（流量控制阀）和流动方向（方向控制阀）控制阀）和流动方向（方向控制阀），保证执行元件按照负，保证执行元件按照负载的需求进行工作。载的需求进行工作。 尽管液压阀的种类繁多，且各种阀的功能和结构形式也尽管液压阀的种类繁多，且各种阀的功能和

2、结构形式也有较大的差异，但都具有基本共同点：有较大的差异，但都具有基本共同点：1. 在结构上在结构上，所有液压阀均由，所有液压阀均由阀体、阀芯（锥阀，滑阀或阀体、阀芯（锥阀，滑阀或球阀）和驱动阀芯动作的元、部件（弹簧、电磁铁）组成球阀）和驱动阀芯动作的元、部件（弹簧、电磁铁）组成。 其中阀芯的结构如图其中阀芯的结构如图41所示。所示。4图图 4-1 阀的结构型式阀的结构型式2. 在工作原理上在工作原理上，所有液压阀的开口大小、进出口间的压差以，所有液压阀的开口大小、进出口间的压差以及通过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式及通过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式q=KApm ，只只是各种阀控

3、制的参数各不相同而已。是各种阀控制的参数各不相同而已。5表表4-1 液压控制阀的分类液压控制阀的分类4.1.2 液压阀的分类液压阀的分类液压阀可按不同的特征进行分类，如表液压阀可按不同的特征进行分类，如表4-1所示。所示。 64.1.3 对液压阀的基本要求对液压阀的基本要求1.动作灵敏、使用可靠、工作时冲击和振动要小，使动作灵敏、使用可靠、工作时冲击和振动要小，使用寿命长。用寿命长。2.油液通过液压阀时压力损失要小，密封性能要好，油液通过液压阀时压力损失要小，密封性能要好，内泄漏小，无外泄漏。内泄漏小，无外泄漏。3.结构紧凑，安装、调试、维护方便，通用性好。结构紧凑，安装、调试、维护方便，通用

4、性好。7n方向控制阀的作用：方向控制阀的作用：通断油路通断油路，或者是，或者是改变油液的流动方改变油液的流动方向向，从而控制液压执行元件的，从而控制液压执行元件的启动或停止启动或停止，改变其，改变其运动方向运动方向。方向方向控制阀控制阀单向阀单向阀换向阀换向阀普通单向阀普通单向阀液控单向阀液控单向阀按通路分：二通、三通、四通、按通路分：二通、三通、四通、按工作位置分：二位、三位、四位、按工作位置分：二位、三位、四位、按控制方式分按控制方式分电磁换向阀电磁换向阀液控换向阀液控换向阀按操纵方式分按操纵方式分手动换向阀手动换向阀机动换向阀机动换向阀电液换向阀电液换向阀84.2.1单向阀单向阀常用的单

5、向阀有：常用的单向阀有：普通单向阀普通单向阀和和液控单向阀液控单向阀两种。两种。1. 普通单向阀（单向阀）普通单向阀（单向阀） 普通单向阀的作用是只允许液流沿一个方向通过，不能普通单向阀的作用是只允许液流沿一个方向通过，不能反向流动。普通单向阀如图所示。反向流动。普通单向阀如图所示。 液流从液流从P1流入时流入时,克服弹簧力将阀芯顶开克服弹簧力将阀芯顶开,流向流向P2.液流反液流反向流入时向流入时,阀芯在液压力和弹簧力的作用下关闭阀口阀芯在液压力和弹簧力的作用下关闭阀口,使液流使液流截止。截止。 n作用作用:控制油液的控制油液的单向流动单向流动。单向导通反向截止单向导通反向截止n性能要求性能要

6、求:正向流动阻力损失小正向流动阻力损失小,反向密封性好反向密封性好,动作灵敏动作灵敏.图图 4-1普通单向阀普通单向阀992021-12-2710 一般一般单向阀单向阀的开启压力在的开启压力在0.035-0.05MPa，作，作背背压阀压阀使用时，更换刚度较大的弹簧，使开启压力达到使用时，更换刚度较大的弹簧，使开启压力达到0.2-0.6MPa。普通单向阀普通单向阀11 控制口无压力油（控制口无压力油（Pk=0）通过时）通过时,它和普通单向阀一样它和普通单向阀一样,压力压力油只能从油只能从P1流向流向P2,不能反向倒流不能反向倒流.当控制口接通控制油压时当控制口接通控制油压时,即可即可推动控制活塞

7、推动控制活塞1,顶开单向阀的阀芯顶开单向阀的阀芯2,使反向截止作用得到解除使反向截止作用得到解除,液液体即可在两个方向自由通流体即可在两个方向自由通流.2. 2. 液控单向阀液控单向阀活塞活塞顶杆顶杆阀芯阀芯1213液控单向阀液控单向阀组成：普通单向阀组成：普通单向阀 + + 小活塞缸小活塞缸特点：特点：a.无控制油时，与普通单向阀一样，无控制油时，与普通单向阀一样， b.通控制油时，正反向都可以流动。通控制油时，正反向都可以流动。 需要指出的是，控制压力油油口不工作时，应使其通回油箱，否则控需要指出的是，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。制

8、活塞难以复位，单向阀反向不能截止液流。 控制油口通入的控制压力最小须为主油路压力的控制油口通入的控制压力最小须为主油路压力的30%50%。14单向阀介绍1525134图中，用单向阀图中，用单向阀5将将系统和泵隔断，泵系统和泵隔断，泵开机时泵排出的油开机时泵排出的油可经单向阀可经单向阀5进入系进入系统统;泵停机时，单向泵停机时，单向阀阀5可阻止系统中的可阻止系统中的油倒流。油倒流。 （1）用单向阀）用单向阀将系统和泵隔断将系统和泵隔断 16 (2)用单向阀将两个泵隔断用单向阀将两个泵隔断2143 在下图中，在下图中，1是低压大流量泵，是低压大流量泵，2是高压小流量泵。低压时两个泵排出是高压小流量

9、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，泵关闭，泵2排出的高压油经过虚线表示的控制油路将阀排出的高压油经过虚线表示的控制油路将阀3打开，使泵打开，使泵1排出排出的油经阀的油经阀3回油箱，由高压泵回油箱，由高压泵2单独往系统供油，其压力决定于阀单独往系统供油，其压力决定于阀4。这样，。这样，单向阀将两个压力不同的泵隔断，不互相影响。单向阀将两个压力不同的泵隔断，不互相影响。17(3) 用单向阀产生背压用单向阀产生背压 在右图中，高压油进入缸的无在右图中，高压油进入缸的无杆腔，活塞右行

10、，有杆腔中的低压杆腔，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，其数值不高一的压力，叫做背压，其数值不高一般约为般约为0.5MPa。在缸的回油路上保在缸的回油路上保持一定背压，可防止活塞的冲击，持一定背压，可防止活塞的冲击，使活塞运动平稳。此种用途的单向使活塞运动平稳。此种用途的单向阀也叫背压阀阀也叫背压阀。背压阀pb18(4)用单向阀和其它阀组成复合阀用单向阀和其它阀组成复合阀 由由单向阀和节流阀组成复合阀，叫单向

11、节流阀单向阀和节流阀组成复合阀，叫单向节流阀。用单向阀组成。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，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。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。此法常用来此法常用来快速回油快速回油。从

12、而可以。从而可以改变缸的运动速度改变缸的运动速度。19 在右图中，通过液控单向阀往在右图中，通过液控单向阀往立式缸的上腔供油，活塞下行。停立式缸的上腔供油，活塞下行。停止供油时，因有液控单向阀，活塞止供油时，因有液控单向阀，活塞靠自重不能下行，于是可在任一位靠自重不能下行，于是可在任一位置悬浮。置悬浮。 将液控单向阀的控制口加压后，将液控单向阀的控制口加压后，活塞即可靠自重下行。活塞即可靠自重下行。 若此立式若此立式缸下行为工作行程，可同时往缸的缸下行为工作行程，可同时往缸的上腔和液控单向阀的控制口加压，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。则活塞下行，完成工作行程。ABK(

13、5) 用液控单向阀使立式缸活塞悬浮用液控单向阀使立式缸活塞悬浮20 (6) 用两个液控单向阀使液压缸双向闭锁用两个液控单向阀使液压缸双向闭锁 将高压管将高压管A中的压力作为控制压力加在液控中的压力作为控制压力加在液控单向阀单向阀2的控制口上，液控单向阀的控制口上，液控单向阀2也构成通路。也构成通路。此时高压油自此时高压油自A管进入缸，活塞右行，低压油自管进入缸，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。管排出，缸的工作和不加液控单向阀时相同。同理，若同理，若B管为高压，管为高压，A管为低压时，则活塞左管为低压时，则活塞左行。若行。若A、B管均不通油时，液控单向阀的控制管均不通

14、油时，液控单向阀的控制口均无压力，阀口均无压力，阀1和阀和阀2均闭锁。这样，利用两个均闭锁。这样，利用两个液控单向阀，既不影响缸的正常动作，又可完成液控单向阀，既不影响缸的正常动作，又可完成缸的缸的双向闭锁双向闭锁。锁紧缸的办法虽有多种，用液控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。单向阀的方法是最可靠的一种。12AB214.2.2 换向阀换向阀1）功能：）功能： 换向阀是利用换向阀是利用阀芯在阀体中作相对运动，使油路接通、切断阀芯在阀体中作相对运动，使油路接通、切断或改变流动方向或改变流动方向，从而使执行元件启动、停止或变换运动方向。，从而使执行元件启动、停止或变换运动方向。

15、运动方式运动方式:滑阀和转阀滑阀和转阀操作方式操作方式:手动手动机动机动电磁动电磁动液动和电液动液动和电液动阀芯位置阀芯位置:二位二位三位等三位等通路通路:二通二通三通三通四通和五通等四通和五通等3）分类：）分类：2）要求：）要求：（1）油液流经换向阀时压力损失小，）油液流经换向阀时压力损失小，（2）互不相通的油口间泄漏小，）互不相通的油口间泄漏小，（3）换向平稳、迅速可靠）换向平稳、迅速可靠224）换向阀的）换向阀的“位位”与与“通通”“通通”：换向阀与液压系统油路相连的换向阀与液压系统油路相连的主油口主油口数，数，是指阀上各种接油管的进、出油口。是指阀上各种接油管的进、出油口。“位位”：是

16、指阀芯相对于阀体停留的工作位置数，是指阀芯相对于阀体停留的工作位置数，用图形符号表示即为实线方框用图形符号表示即为实线方框“”一个一个“”表示代表一个工作位表示代表一个工作位 进油口通常标为进油口通常标为P， 回油口标为回油口标为T，出油口则以，出油口则以A、B来表示来表示。231. 两位两通（二位二通）两位两通（二位二通）PA图形符号：图形符号：作用：控制油路的通与断作用：控制油路的通与断常用的二位和三位换向阀的位和通路符号常用的二位和三位换向阀的位和通路符号规定：规定：P P口通泵（进油口），口通泵（进油口），T T通油箱（回油口）通油箱（回油口）A A、B B通工作腔通工作腔242. 二

17、位三通二位三通图形符号：图形符号：作用：控制液流方向作用：控制液流方向PAB253. 三位四通三位四通图形符号：图形符号：作用：换向、停止。作用：换向、停止。PABT264. 4. 两位五通两位五通图形符号图形符号：作用：换向、两种回油方式。作用：换向、两种回油方式。PABT1T2275. 5. 三位五通三位五通图形符号图形符号：作用：换向、停止、回油不同。作用：换向、停止、回油不同。PABT1T228 当阀芯向右移动一定距离时，由液压泵输出的压力油从当阀芯向右移动一定距离时，由液压泵输出的压力油从P口经口经A口流口流入液压缸左腔，液压缸右腔的油经入液压缸左腔，液压缸右腔的油经B口流回油箱，液

18、压缸活塞向右运口流回油箱，液压缸活塞向右运动；动； 当阀芯向左移动一定距离时，液流反向，活塞向左运动。当阀芯向左移动一定距离时，液流反向，活塞向左运动。29换向阀的操纵方式换向阀的操纵方式电 磁- 液 压 先 导 控 制液 压 先 导 控 制液 压 动手 动 机 械 动 (滚 轮 式 )电 磁 动弹 簧电 磁- 液 压 先 导 控 制液 压 先 导 控 制液 压 动手 动机 械 动 (滚 轮 式 ) 电 磁 动弹 簧30302021-12-2731312021-12-27（二）换向阀的结构（二）换向阀的结构1.1.手动换向阀：手动换向阀：利用手动杠杆来改变阀芯位置实现换向.应用应用: :适用于

19、动作频繁适用于动作频繁, ,工作持续时间短的场合工作持续时间短的场合, ,操作较操作较安全安全, ,常用于工程机械的液压系统常用于工程机械的液压系统. .32 TPAB 如下图，换向阀阀体上开有如下图，换向阀阀体上开有4个通油口个通油口 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：如下：P压力油口；A、B工作油口；T回油口。PTBA33P TA BTPAB 下图表示阀芯处于下图表示阀芯处于中位中位时的情况时的情况, 此时从此时从P 口进来的压力口进来的压力油没有通路。油没有通路。 A 、B 两个油口也不和两个油口也不

20、和T口相通。口相通。34TPAB 下图表示手动向一侧搬动控制手柄，下图表示手动向一侧搬动控制手柄，或者说阀芯处于，或者说阀芯处于的情况。此时的情况。此时P口和口和A口相通，压力油经口相通，压力油经P、A到其它元件；从其它元件回到其它元件；从其它元件回来的油经来的油经B、阀芯中心孔，阀芯中心孔，T 回油箱。回油箱。P TA B左位35P TA BTPAB 下图表示手动想另一侧搬动控制手柄下图表示手动想另一侧搬动控制手柄， 或者说阀芯处于或者说阀芯处于时的情况。此时，从时的情况。此时，从P口进来的压力油经口进来的压力油经P、B 到其它元件。从其到其它元件。从其它元件回来的油经它元件回来的油经A、T

21、回油箱。回油箱。右位36PTBAP TA BTPABP TA BTPABTPABP TA B37382 2 机动换向阀（行程阀机动换向阀（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。通常是移动。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，其几种，其中二位二通机动阀又分中二位二通机动阀又分常闭和常开常闭和常开两种。两种。 AP(b)(a)AP1231滚轮；2阀芯；3弹簧 图图48 机动换向阀机动换向阀(a) 结构；结构； (b) 职能符号职能符号39图图48(a)所示为滚轮式二位二通常闭式机动换向阀

22、所示为滚轮式二位二通常闭式机动换向阀若滚轮未压住，则油口若滚轮未压住，则油口P和和A不通不通当挡铁或凸轮压住滚轮时，当挡铁或凸轮压住滚轮时，阀芯下移，则油口阀芯下移，则油口P和和A接通。接通。如图（如图（48b）所示为）所示为其职能符号。其职能符号。 40用行程阀速度换接413、电磁换向阀、电磁换向阀v 它利用电磁铁的通电吸合与断电释放而直接推动阀芯来控制液流方向。它利用电磁铁的通电吸合与断电释放而直接推动阀芯来控制液流方向。v 它是电气系统和液压系统之间的信号转换元件。它是电气系统和液压系统之间的信号转换元件。v 它可借助于它可借助于按钮开关按钮开关、行程开关、限位开关、压力继电器行程开关、

23、限位开关、压力继电器等发生的电信等发生的电信号进行控制，易于实现动作转换和自动化，应用广泛。号进行控制，易于实现动作转换和自动化，应用广泛。v 通常应用于通常应用于小流量场合小流量场合。（。（q63 L/min )42电磁换向阀电磁换向阀 类型：类型： 直流（直流（24V 或或 100V） 交流（交流（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（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）因受电磁铁尺寸与推力的限制，仅能控制小流量控制小流量（小于（小于6363L/minL/mi

24、n） 的液流；的液流；（3 3）电磁铁通断电）电磁铁通断电需电信号控制需电信号控制：如设备中的按钮开关、限位开关、：如设备中的按钮开关、限位开关、行程开关等；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： 43A BT1P T2(b)ABPT1T2(a)图图410 三位五通电磁阀三位五通电磁阀(a) 结构；结构； (b) 职能符号职能符号v三位五通电磁换向阀三位五通电磁换向阀当左边电磁铁通电，当左边电磁铁通电， 右边电磁铁断电时，右边电磁铁断电时， 阀油口的连接状态为阀油口的连接状态为P和和A通，通， B和和T2通，通， T1堵死；堵死；当右边电磁铁通电

25、，左当右边电磁铁通电，左边电磁铁断电时，边电磁铁断电时，P和和B通，通，A和和T1通，通，T2堵死堵死当左右电磁铁全断电时，当左右电磁铁全断电时，五个油口全部堵死。五个油口全部堵死。 44 将两端电磁铁与弹簧对中机构组合，可组成三位的电磁将两端电磁铁与弹簧对中机构组合，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）。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，电磁换向阀电磁吸力有限，电磁换向阀最大通流量小于最大通流量小于63 L/min。对液动力较大的对液动力较大的大流量阀大流量阀则应选用液动换向阀或电液换向阀。则应选用液动换向阀或电液换向阀。4

26、5图示为三位四通液动换向阀图示为三位四通液动换向阀当当K1通压力油，通压力油， K2回油时，回油时，P与与A接通，接通，B与与T接通接通当当K2通压力油，通压力油， K1回油时，回油时，P与与B接通，接通，A与与T接通接通当当K1、K2都未通压力油时，都未通压力油时，P、T、A、B四个油口全部堵死四个油口全部堵死液动换向阀主要用于液动换向阀主要用于大流量大流量的液压系统中的液压系统中4 4、液动换向阀、液动换向阀A BP TK1K2(b)(a)K1K2TABPT结构；结构；职能符号职能符号利用控制油路的压力油来改变阀芯位置的换向阀。利用控制油路的压力油来改变阀芯位置的换向阀。465、电液换向阀

27、、电液换向阀电液换向阀是由电液换向阀是由电磁换向阀电磁换向阀和和液动换向阀液动换向阀组合而成的组合而成的 电磁换向阀起先导作用电磁换向阀起先导作用， 它可以改变控制液流的方向，它可以改变控制液流的方向， 从从而改变液动换向阀的工作位置而改变液动换向阀的工作位置 由于操纵液动换向阀的液压推力可以很大，因此主阀可以由于操纵液动换向阀的液压推力可以很大，因此主阀可以做得很大做得很大,允许有较大的流量通过允许有较大的流量通过电液动换向阀主要用于电液动换向阀主要用于高压大流量高压大流量的液压系统中的液压系统中47单 向 阀节 流 阀电 磁 铁电 磁 阀 阀 芯电 磁 铁节 流 阀单 向 阀液 动 阀 阀

28、 芯TBPAPTABPT(c )(a )APBT(b )图图412 (a)三位四通电液换向阀三位四通电液换向阀ABT48单 向 阀节 流 阀电 磁 铁电 磁 阀 阀 芯电 磁 铁节 流 阀单 向 阀液 动 阀 阀 芯TBPAPTABPT( c )( a )APBT( b ) 图图412 (b) 职能符号；职能符号； (c) 简化职能符号简化职能符号 该阀的工作状态（不考虑内部结构）和普通电磁阀一样，该阀的工作状态（不考虑内部结构）和普通电磁阀一样， 但工作但工作位置的变换速度可通过阀上的节流阀调节。位置的变换速度可通过阀上的节流阀调节。49 5、电液换向阀、电液换向阀v 电液联合控制，弹簧复位

29、。电液联合控制，弹簧复位。v 电磁铁控制先导阀动作，电磁铁控制先导阀动作，v 压力油控制主阀芯动作，压力油控制主阀芯动作，v 节流阀控制阀芯移动速度。节流阀控制阀芯移动速度。v 它是电磁换向阀它是电磁换向阀(先导阀先导阀)与液动换向阀与液动换向阀(主阀主阀)组合而成的复组合而成的复合阀。合阀。v 具有用小功率电磁铁控制大功率主阀的优点。具有用小功率电磁铁控制大功率主阀的优点。v 先导阀的油源和回油可单独设立，也可与主油路共用。先导阀的油源和回油可单独设立，也可与主油路共用。v 应用于应用于高压大流量高压大流量的场合（的场合（q1200 L/min)50实物实物515253（三）换向阀的性能和特

30、点（三）换向阀的性能和特点 1、中位机能、中位机能 当液压缸或液压马达需在任何位置均可停止时，当液压缸或液压马达需在任何位置均可停止时，须使用须使用三位阀三位阀，此阀双边，此阀双边皆装弹簧皆装弹簧，如无外来的推力，阀芯将停在，如无外来的推力，阀芯将停在中间位置，简称为中位中间位置，简称为中位。 对于各种操纵方式的对于各种操纵方式的三位四通和五通三位四通和五通的换向阀，的换向阀，阀芯在中间位置时各油口的连通情况阀芯在中间位置时各油口的连通情况称为换向阀的称为换向阀的中位机能中位机能。 换向阀不同的中位机能可以满足液压系统的不换向阀不同的中位机能可以满足液压系统的不同工作要求。同工作要求。54 表

31、表4-2 三位换向阀的中位机能三位换向阀的中位机能 55 表表4-2 三位换向阀的中位机能三位换向阀的中位机能 56三位四通换向阀三位四通换向阀 三位四通三位四通换向阀的滑阀机能有很多种，换向阀的滑阀机能有很多种，常见常见的有的有O,H,M,P,Y,K几种几种。中间一个方框表示其原。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位各油口的连通方式均为直通或交叉相通直通或交叉相通，所以，所以只用一个字母来表示中位的型式。只用一个字母来表示中位的型式。P TA BO型机能型机能57 因因P口封闭，口封闭，泵不能卸荷泵不

32、能卸荷 ，泵排出的压力，泵排出的压力油只能从溢流阀排回油箱。油只能从溢流阀排回油箱。 可用于多个换向阀并联的系统可用于多个换向阀并联的系统。当一个分支。当一个分支中的换向阀处于中位时中的换向阀处于中位时, 仍可保持系统压力，仍可保持系统压力，不致影响其它分支的正常工作。不致影响其它分支的正常工作。P TA BO型机能型机能缸的两腔被封闭缸的两腔被封闭,活塞在任一位置均可停住活塞在任一位置均可停住, 且且能承受一定的正向负载和反向负载能承受一定的正向负载和反向负载。 1）O型机能型机能 阀芯处于中位时阀芯处于中位时, P,A,B,T 四个油口均被封闭，其特点是：四个油口均被封闭，其特点是：582

33、）H型机能型机能 阀芯处于中位时阀芯处于中位时, P ,A,B,T 四个油口互通。四个油口互通。P TA BH型机能 虽然阀芯已处于中位，但缸的活塞无法虽然阀芯已处于中位，但缸的活塞无法停住。停住。中位时油缸不能承受负载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。腔均无压力冲击，也不会出现负压。换向平换向平稳无冲击，换向时无精度可言稳无冲击，换向时无精度可言。 泵可卸荷泵可卸荷。 不能用于多个换向阀并联的系统不能用于多个换向阀并联的系统。因一。因一个分支的换向阀一旦处于中位，泵即卸荷，个分支的换向阀一旦处于中位，

34、泵即卸荷，系统压力为零，其它分支也就不能正常工作系统压力为零，其它分支也就不能正常工作了。了。H 型机能的特点如下：型机能的特点如下：593）M型机能型机能 阀芯处于中位时阀芯处于中位时, A 、B 油口被封闭，油口被封闭，P、T 油口互通。油口互通。M型机能是取型机能是取O型机能的型机能的上半部上半部，H型机能的下半部组成的，故兼型机能的下半部组成的，故兼有二者的特点。有二者的特点。M型机能如下：型机能如下： 活塞可停在任一位置上，用活塞可停在任一位置上，用能承受能承受双向负载双向负载。 缸的两腔会缸的两腔会出现压力冲击或负压出现压力冲击或负压，依活塞原来的运动方向而定。依活塞原来的运动方向

35、而定。 泵能卸荷泵能卸荷。 不宜用于多个换向阀并联的系统。不宜用于多个换向阀并联的系统。P TA BM型机能型机能60 此种机能目的是构成此种机能目的是构成差动连接油路差动连接油路，使单活塞杆缸的活塞增速。使单活塞杆缸的活塞增速。4）P型机能型机能 阀芯处于中位时，阀芯处于中位时，P、A、B油口互通，油口油口互通，油口T被封闭。被封闭。P TA BP型机能型机能61油缸浮动，系统保压。5）Y型机能型机能Y型机能型机能P TA B626）K型机能型机能K型单向锁紧，油泵卸荷。P TA B63型机能型机能、之间只有很小的缝隙连通。之间只有很小的缝隙连通。型机能型机能、封闭，封闭，、互通。互通。型机

36、能型机能、相通，相通，、封闭。封闭。型机能型机能、封闭，封闭，、互通。互通。型机能型机能、封闭，封闭，、互通。互通。 除上述几种常用的机能外，根据油口通断情况不同尚可除上述几种常用的机能外，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：是：64 2、分析和选择换向阀的中位机能、分析和选择换向阀的中位机能v 1）系统保压：）系统保压：P口堵塞时，系统保压。（口堵塞时，系统保压。（O、Y、U、J型）型）v 2）系统卸荷：）系统卸荷：P口通畅地与口通畅地与T口相通，系统卸荷。（口相通，系统卸荷。（H、K、M型）型）

37、v 3）换向平稳与精度）换向平稳与精度 A、B口都堵塞，换向过程中易产生冲击，换向不平稳，但精口都堵塞，换向过程中易产生冲击，换向不平稳，但精度高；度高； A、B口都通口都通T口，换向平稳，但精度低。口，换向平稳，但精度低。v 4）启动平稳性）启动平稳性 阀在中位时，液压缸某腔通油箱，启动时无足够的油液起缓阀在中位时，液压缸某腔通油箱，启动时无足够的油液起缓冲，启动不平稳。冲，启动不平稳。v 5）液压缸浮动：）液压缸浮动：A、B油口互通时卧式液压缸呈现浮动状态（油口互通时卧式液压缸呈现浮动状态（H、Y型）型） v 6）液压缸在任意位置上停止（）液压缸在任意位置上停止（O、M型）型） 65n 三

38、位换向阀除了在中间位置时有各种滑阀机能外，有时三位换向阀除了在中间位置时有各种滑阀机能外，有时也把阀芯在其一端位置时的油口连通情况设计成特殊的也把阀芯在其一端位置时的油口连通情况设计成特殊的机能。以两个字母来表示滑阀在中间状态和一端状态的机能。以两个字母来表示滑阀在中间状态和一端状态的滑阀机能。滑阀机能。n 常用的有常用的有OP型和型和MP型。型。OP型型MP型型n OPOP型和型和MPMP型主要用于差动回路型主要用于差动回路66讨论题讨论题n 某执行元件要求中途停顿时压力油卸荷，应选用某执行元件要求中途停顿时压力油卸荷，应选用何种机能的三位四通换向阀？何种机能的三位四通换向阀？n 画出中位机

39、能为画出中位机能为H型的三位五通换向阀的图形符型的三位五通换向阀的图形符号。号。67n 答：答：M型型PT1T2A B68692、滑阀的液动力、滑阀的液动力 由液流的动量方程的运用可知，油液通过换向阀时作用由液流的动量方程的运用可知，油液通过换向阀时作用在阀芯上的液动力有在阀芯上的液动力有稳态力和瞬态力稳态力和瞬态力两种。两种。 稳态力是在稳态力是在阀芯移动完毕阀芯移动完毕，开口固定后液流流过阀口时因动量变化，开口固定后液流流过阀口时因动量变化而作用在阀芯上的力，有使阀口关小的趋势。流量越大，稳态力越大。而作用在阀芯上的力，有使阀口关小的趋势。流量越大，稳态力越大。在高压大流量情况下这个力相当

40、大，使阀芯的操纵成为突出问题。在高压大流量情况下这个力相当大，使阀芯的操纵成为突出问题。 瞬态力是滑阀在瞬态力是滑阀在移动过程中移动过程中阀腔中液流因速度变化而产生的阀腔中液流因速度变化而产生的力，此力的大小主要取决于阀口开度的变化率。力，此力的大小主要取决于阀口开度的变化率。 滑阀上瞬态液动力的方向，根据油液流入阀口还是流出阀口而滑阀上瞬态液动力的方向，根据油液流入阀口还是流出阀口而定，无论阀口开度增大还是减小，定，无论阀口开度增大还是减小，油液流出阀口时油液流出阀口时，作用在阀芯上，作用在阀芯上的瞬态液动力与阀芯的移动方向相反的瞬态液动力与阀芯的移动方向相反;油液流入阀口时油液流入阀口时，

41、作用在阀芯，作用在阀芯上的瞬态力与阀芯的移动方向相同。上的瞬态力与阀芯的移动方向相同。703 3、液压卡紧现象、液压卡紧现象 为防阀的内漏，阀芯和阀体间的间隙很小，当缝隙中有油液时，移动只需克服为防阀的内漏，阀芯和阀体间的间隙很小，当缝隙中有油液时，移动只需克服粘性摩擦力，其数值很小。但实际上，特别在中、高压系统中，当阀芯停止运动五粘性摩擦力，其数值很小。但实际上，特别在中、高压系统中，当阀芯停止运动五分钟后这个阻力可能很大，（几百牛顿）使阀芯重新移动十分费力，这就是液压卡分钟后这个阻力可能很大，（几百牛顿）使阀芯重新移动十分费力，这就是液压卡紧现象。紧现象。n 产生液压卡紧现象的原因：产生液

42、压卡紧现象的原因： 阀芯和阀体孔的几何形状误差阀芯和阀体孔的几何形状误差 中心线不重合中心线不重合 间隙过小间隙过小 装配太紧装配太紧 阀体孔与阀芯的热变形阀体孔与阀芯的热变形 进入配合间隙的污染物等。进入配合间隙的污染物等。n 主要是由于几何形状误差和同轴度误差主要是由于几何形状误差和同轴度误差71图图4-14 滑阀上的径向力滑阀上的径向力72n 阀芯无形状误差，轴线平阀芯无形状误差，轴线平行但不重合，阀芯周围间行但不重合，阀芯周围间隙内的压力分布为线性，隙内的压力分布为线性，且各向相等，阀芯所受径且各向相等，阀芯所受径向力平衡。向力平衡。73n 阀芯因加工误差带阀芯因加工误差带倒锥倒锥度度

43、（高压侧直径较大）（高压侧直径较大）阀芯与阀体孔阀芯与阀体孔轴线平行轴线平行但不重合但不重合时，阀芯径向时，阀芯径向力不平衡，使阀芯向轴力不平衡，使阀芯向轴线偏移方向偏移线偏移方向偏移(使偏心使偏心量增大量增大)直至接触，产生直至接触，产生液压卡紧现象。液压卡紧现象。74n 若间隙小的一端在低压若间隙小的一端在低压侧（侧（顺锥顺锥）阀芯有偏心，）阀芯有偏心，也将产生径向不平衡力，也将产生径向不平衡力，但此力力图减小偏心量，但此力力图减小偏心量，有自定心作用。有自定心作用。有利于有利于减小液压卡紧现象减小液压卡紧现象。75n 阀芯表面有局部凸起相当阀芯表面有局部凸起相当于阀芯碰伤、残留毛刺或于阀

44、芯碰伤、残留毛刺或缝隙中楔入污物，缝隙中楔入污物，阀芯受阀芯受到的径向力不平衡力作用到的径向力不平衡力作用而和阀孔相接触后而和阀孔相接触后，缝隙，缝隙中的油液被挤出，阀芯和中的油液被挤出，阀芯和阀孔间形成干摩擦，从而阀孔间形成干摩擦，从而产生液压卡紧。产生液压卡紧。76n 缓解液压卡紧的措施：缓解液压卡紧的措施：n 提高阀芯阀体的加工精度提高阀芯阀体的加工精度（阀芯的圆度和圆柱度允差为（阀芯的圆度和圆柱度允差为0.003 0.005mm，Ra0.2m，阀体，阀体Ra0.4m ）。）。n 提高装配精度，并尽可能成为顺锥。提高装配精度，并尽可能成为顺锥。n 在阀芯上开均压槽在阀芯上开均压槽（槽宽（

45、槽宽0.30.5mm、深、深0.5 0.8mm，间距，间距1 5 mm ）n 使阀芯或阀体在轴向或圆周方向上产生高频小幅振动或摆动使阀芯或阀体在轴向或圆周方向上产生高频小幅振动或摆动n 精细过滤液压油。精细过滤液压油。77 阀芯倾斜时开环形槽的效果：阀芯倾斜时开环形槽的效果： 不开环形槽时，径向不平衡力不开环形槽时，径向不平衡力为虚线为虚线A1、A2围成的面积，开围成的面积，开了均压槽后的径向不平衡力如了均压槽后的径向不平衡力如B1、B2所围成的面积。所围成的面积。 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：即单向阀分成两类：

46、即普通单向阀（简称单向阀）和液控普通单向阀（简称单向阀）和液控单向阀单向阀。单向阀只允许液流向一个方向通过；液控单向阀具。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。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，换向阀的各种结构形式中，

47、滑阀式滑阀式用得较多。而各种操纵形用得较多。而各种操纵形式的换向阀中，则以式的换向阀中，则以电磁和电液换向阀电磁和电液换向阀用得较多，因为它易用得较多，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。以足够的重视，并能熟练掌握。 7980 液压系统中，用来液压系统中，用来控制油液压力高低控制油液压力高低的液压阀的液压阀称之为压力控制阀，简称称之为压力控制阀，简称压力阀压力阀。 压力阀包括：压力阀包括：

48、 （1）用来控制液压系统压力）用来控制液压系统压力的阀类。的阀类。 （2）利用压力作为信号）利用压力作为信号来控制执行元件和电气元件来控制执行元件和电气元件的动作，使液压系统实现的动作，使液压系统实现调压、稳压、减压、安全保护调压、稳压、减压、安全保护和执行件顺序动作和执行件顺序动作的阀类。的阀类。 按其功能和用途不同可分为按其功能和用途不同可分为溢流阀溢流阀、减压阀减压阀、顺序顺序阀阀和和压力继电器压力继电器等。等。共同特点：作用于阀芯上的共同特点：作用于阀芯上的液压力与弹簧力相平衡的原液压力与弹簧力相平衡的原理理进行工作的。进行工作的。81812021-12-27n作用作用：对液压系统：对

49、液压系统定（稳）压定（稳）压或进行或进行安全保护。安全保护。n用途用途:常用于节流调速系统中常用于节流调速系统中,和流量控制阀配合使用和流量控制阀配合使用,调节进入系统的流量调节进入系统的流量,并保持系统的压力基本恒定并保持系统的压力基本恒定.溢流阀溢流阀2 2并联于系统中并联于系统中, ,进入进入液压缸液压缸4 4的流量由的流量由节流阀节流阀3 3调节调节. .由于由于, ,定量定量泵泵1 1的流量大于的流量大于4 4所需的流量所需的流量, ,油压升高油压升高, ,将溢流阀将溢流阀2 2打开打开, ,多余的油液经阀多余的油液经阀2 2流流回油箱回油箱, ,系统压力基本保持不变系统压力基本保持

50、不变. .4.3.1 溢流阀溢流阀（一）（一） 溢流阀的作用及性能要求溢流阀的作用及性能要求82822021-12-27l性能要求性能要求: : 过载保护的溢流阀称为过载保护的溢流阀称为安全阀安全阀。正常工作时正常工作时, ,阀阀2 2关闭关闭, ,不溢流不溢流, ,只有系统发生故障压力升至安只有系统发生故障压力升至安全阀的调整值时全阀的调整值时, ,阀口才打开阀口才打开, ,使变量泵排出的油液经阀使变量泵排出的油液经阀2 2流回流回油箱油箱, ,以保证液压系统的安全以保证液压系统的安全. .定压精度高定压精度高: :通过溢流阀流量变化时通过溢流阀流量变化时, ,系统压力变化要小系统压力变化要

51、小. .灵敏度高灵敏度高: :缸突然停止运动时缸突然停止运动时, ,溢流阀要迅速开打溢流阀要迅速开打. .工作平稳工作平稳: :无振动和噪音无振动和噪音. .阀关闭时阀关闭时, ,密封好密封好, ,泄漏小泄漏小. .溢流阀的调整压力一般比系统最大工作压力高溢流阀的调整压力一般比系统最大工作压力高510%。83832021-12-27n用于产生背压：将溢流阀串联在回油路上使之造用于产生背压：将溢流阀串联在回油路上使之造成一定的回油阻力，产生背压，使执行元件运动成一定的回油阻力，产生背压，使执行元件运动平稳。平稳。84（二）（二） 溢流阀的结构和工作原理溢流阀的结构和工作原理 常用的溢流阀按其结构

52、形式和基本动作方式可分常用的溢流阀按其结构形式和基本动作方式可分为：为：直动式溢流阀直动式溢流阀和和先导式溢流阀先导式溢流阀直动型溢流阀直动型溢流阀先导式溢流阀先导式溢流阀851、直动式溢流阀 直动式溢流阀是依靠系统中的压力油直接作用在阀芯上与直动式溢流阀是依靠系统中的压力油直接作用在阀芯上与弹簧力等相平衡，以控制阀芯的启闭动作。弹簧力等相平衡，以控制阀芯的启闭动作。n直动式溢流阀工作原理直动式溢流阀工作原理 图示为一种低压直动式溢流阀。原始图示为一种低压直动式溢流阀。原始状态，阀芯状态，阀芯7 7在弹簧在弹簧3 3的作用下处于最下的作用下处于最下端位置，进出油口隔断。进口油液经阀端位置，进出

53、油口隔断。进口油液经阀芯芯7 7阻尼孔阻尼孔a a（径向孔、轴向孔）作用在（径向孔、轴向孔）作用在阀芯底端面，当液压力大于弹簧力时，阀芯底端面，当液压力大于弹簧力时，阀芯上移，阀口开启，进口压力油经阀阀芯上移，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。溢流满足压力流量方程。86 pARFs时，阀芯不动，溢时，阀芯不动，溢流阀关闭；流阀关闭；因为因为 qpq节节，故节流阀前的压，故节流阀前的压力力p，当，当pAR=Fs，阀芯上移，溢，阀芯上移，溢流阀打开溢流。流阀打开溢流。 溢流阀稳定工作时，作用在阀芯溢流阀稳定工作时，作用

54、在阀芯上的油液压力上的油液压力p p、弹簧压紧力、弹簧压紧力F Fs s、稳态轴向液动力稳态轴向液动力F FbSbS、阀芯自重、阀芯自重G G及及摩擦力摩擦力F Ff f是平衡的。是平衡的。RsbsfpAFFGF RspAF qpq节节87phqyp phqyp使溢流阀进口处压力使溢流阀进口处压力p p稳定在稳定在调定值附近。调定值附近。 进油口进油口出油口出油口88特点：特点： 结构简单、价格低，但工作时易产生振动和噪音。结构简单、价格低，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

55、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，由于弹簧力变化弹簧力变化很大，所以很大，所以p不稳定，稳压精不稳定，稳压精度稍差；度稍差；892 2、先导式溢流阀、先导式溢流阀 由于先导阀芯一般为锥阀，受压面积较小，流量很小由于先导阀芯一般为锥阀，受压面积较小，流量很小（一般是主阀（一般是主阀额定流量的额定流量的1010）所以用一个刚度不

56、太大的弹簧即可调整较高的开启压所以用一个刚度不太大的弹簧即可调整较高的开启压力力 ，用螺钉调节导阀弹簧的预紧力，就可调节溢流阀的溢流阀压力，用螺钉调节导阀弹簧的预紧力，就可调节溢流阀的溢流阀压力。 工作原理工作原理v压力油从压力油从P口进入，通过阻尼孔口进入，通过阻尼孔3后作用在导阀后作用在导阀4上。当进油口油压较低，液压力不足以克服导阀弹簧力上。当进油口油压较低，液压力不足以克服导阀弹簧力，导阀关闭，油液静止。主阀芯两端液压力相等，在主，导阀关闭，油液静止。主阀芯两端液压力相等，在主阀弹簧力作用下，主阀芯处于最下端位置，阀弹簧力作用下，主阀芯处于最下端位置，P、T口隔口隔断断没有溢流。没有溢

57、流。v当进油口油压升高，液压力足以克服导阀弹簧力，当进油口油压升高，液压力足以克服导阀弹簧力，导阀打开，油液通过阻尼孔、经导阀流回油箱。由于阻导阀打开，油液通过阻尼孔、经导阀流回油箱。由于阻尼的作用，主阀芯两端存在压差。当这个压差作用在主尼的作用，主阀芯两端存在压差。当这个压差作用在主阀芯上的力大于等于主阀弹簧力时，阀芯上的力大于等于主阀弹簧力时，主阀芯上移，主阀芯上移，P、T口连通，油液实现溢流。口连通，油液实现溢流。v调节导阀弹簧的预紧力，就可以调节溢流阀的入口调节导阀弹簧的预紧力，就可以调节溢流阀的入口油压。油压。进油口进油口回油口回油口阻尼孔阻尼孔先导阀先导阀阀芯阀芯9091 当该口通

58、过二位二通换向阀通油箱时，液压泵卸荷。接当该口通过二位二通换向阀通油箱时，液压泵卸荷。接系统中某一压力点时，可由该点的压力控制溢流阀（该点的压系统中某一压力点时，可由该点的压力控制溢流阀（该点的压力必须低于先导阀的调定压力）。力必须低于先导阀的调定压力）。 先导阀弹簧为调压弹簧，作用于先导阀阀面上的液压力先导阀弹簧为调压弹簧，作用于先导阀阀面上的液压力与该弹簧的弹簧力平衡；主阀弹簧为平衡弹簧，用于使主阀与该弹簧的弹簧力平衡；主阀弹簧为平衡弹簧，用于使主阀回位。回位。 当有油液流动时，将产生沿程压力损失，使主阀芯两端的当有油液流动时，将产生沿程压力损失，使主阀芯两端的压力不等，从而打开主阀。（阻

59、尼孔一般为细长孔，压力不等，从而打开主阀。（阻尼孔一般为细长孔，0.80.81.2mm1.2mm，孔长，孔长l l8 812mm12mm）（1）主阀阻尼孔的作用主阀阻尼孔的作用（2）弹簧的作用弹簧的作用（3）远程控制口的作用）远程控制口的作用先导式溢流阀结构的几个要点先导式溢流阀结构的几个要点921 1、常闭、常闭2 2、内泄、内泄3 3、调定进油口压力（压力油来自于进油口）、调定进油口压力（压力油来自于进油口）3、溢流阀的结构特点、溢流阀的结构特点93溢流阀旁接在泵的出口溢流阀旁接在泵的出口,系统具有系统具有定量油泵定量油泵，借助节流阀调节进入，借助节流阀调节进入油缸的流量，因此油泵供油量总

60、油缸的流量，因此油泵供油量总是超过油缸的需要，多余的油液是超过油缸的需要，多余的油液从溢流阀流回油，又保持油泵出从溢流阀流回油，又保持油泵出口的压力为一定值，起口的压力为一定值，起恒定系统恒定系统压力压力的作用。的作用。 v定压阀或调压阀定压阀或调压阀溢流阀的应用溢流阀的应用94在在变量泵变量泵供油系统中做供油系统中做安全阀安全阀 溢流阀溢流阀旁接在泵的出口旁接在泵的出口，用来限制系统压力的最大值。用来限制系统压力的最大值。 溢流阀的调整压力一般比系溢流阀的调整压力一般比系统最大工作压力高统最大工作压力高510%。因。因此，它在系统正常工作时是此，它在系统正常工作时是关关闭闭的。的。 泵所输出