液压技术 第四章 液压阀课件

1、第四章 液压阀4-1 阀的作用和分类一、作用 控制液流的方向、压力和流量。二、分类 按用途： 方向阀 压力阀 流量阀按连接方式：管式 板式 插装式按操纵方式：手动、机动、电动、液动和电液动 液动力 很多液压阀采用滑阀式结构。滑阀在阀心移动、改变阀口的启闭或开口大小时控制了液流，同时也产生着液动力。液动力对液压阀的性能起着重大的影响。 由第一章中液流的动量定律可知，作用在阀心上的液动力有稳态液动力和瞬态液动力两种。 稳态液动力阀芯移动完毕，开口不变，液流流经阀口因动量变化而作用在阀芯上的力。（W-阀口宽度）)cos(2)cos(22220PxcCCFxcwApvFvrwdbsvrbs瞬态液动力

2、瞬态液动力是滑阀在移动过程中(即开口大小发生变化时)阀腔中液流因加速或减速而作用在阀心上的力。这个力只与阀心移动速度有关(即与阀口开度的变化率有关)，与阀口开度本身无关。 产生瞬态液动力原因阀口变化 L部分油液轴向速度变化 加速或减速 FdtdxpwlCFdtdxpwCdtdqdtdqldtdvmFvdbtvdbt220结论：作用方向与阀芯移动方向相反。卡紧力 液压卡紧现象 ： 阀孔和阀心缝隙之间很小，阀心移动只须克服粘性摩擦力，数值应该是相当小的。可是实际情况并非如此，特别在中、高压系统中，当阀心停止运动一段时间后 (一般约5min左右)，这个阻力可以大到几百N，使阀心重新移动十分费力。这就

3、是所谓滑阀的液压卡紧现象。 引起液压卡紧的原因n脏物进入缝隙而使阀心移动困难。n缝隙过小在油温升高时阀心膨胀而卡死。n主要的原因是滑阀副几何形状误差和同心度变化所引起的径向不平衡液压力，即液压卡紧力。液压卡紧的实质n 当阀心受到径向不平衡力作用而和阀孔相接触后，缝隙中的存留液体被挤出，阀心和阀孔间的摩擦变成半干摩擦乃至干摩擦，因而使阀心重新移动时所需的力就大大增加了。减小液压卡紧力采取的措施:n 1)提高阀的加工和装配精度，避免出现偏心。n 2)在阀心台肩上开出平衡径向力的均压槽。n 3)便阀心或阀套在轴向或圆周方向上产生高频小振幅的振动或摆动。n 4)精细过滤油液。阀的泄漏特性 n滑阀则由于

4、阀心和阀孔间有一定的间隙，在压力作用下要产生泄漏。n压力油通过径向缝隙泄漏量的大小，是阀的性能指标之一。n 滑阀的泄漏量可按式 (1-115)计算。为了减小泄漏，应尽量使阀心和阀孔同心，另外应提高制造精度。伺服阀中滑阀开口处的泄漏量视具体结构而不同。 4-2 方向控制阀一、作用 控制液流方向，从而改变执行元件的运动方向。二、分类 单向阀 换向阀二、主要性能参数1.工作可靠性（电磁阀、电液阀、液动阀） 可靠的换向、复位；（与压力、流量有关）2.压力损失 通过的流量影响压力损失；3.内泄漏量 影响系统效率，使油液升温；4.换向、复位时间 按系统要求合理选用；5.换向频率 单位时间内的换向次数。（电

5、磁阀：60次/min)4-2.1 单向阀一、普通单向阀结构：阀体、阀芯、弹簧等普通单向阀视频作用：只许油液单向流动，反向不通。要求：正向流动阻力小，反向不通，密封好。 开启压力：0.030.05 MPa背压阀：(单向阀的变形) 弹簧较硬 开启压力：0.20.6 MPa背压：执行元件回油腔的压力。 职能符号：特点应用：n锁紧油缸，避免向油泵倒灌。n平衡重物二、液控单向阀组成：普通单向阀+小活塞缸特点：a. 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。1PK2P 职能符号：液控单向阀视频应用：n锁紧油缸，避免倒灌。n控制重物下放速度。 液压锁4-2.2 换向阀n作用：改变油

6、流方向组成主体(阀体、阀芯）操纵定位装置分类滑阀转阀一、主体部分1. 两位两通PA职能符号：作用：控制油路的通与断2. 两位三通职能符号：作用：控制液流方向PAB3. 两位四通职能符号：作用：控制执行元件换向P 压力油口O 回油口A、B 分别接执行元件的两腔4. 三位四通职能符号：作用：换向、停止。PABO5. 两位五通职能符号：作用：换向、两种回油方式。PABO1O26. 三位五通职能符号：作用：换向、停止、回油不同。PABO1O2三位五通两种回油方式工进：有背压运动平稳退回：快速畅通三、手动换向阀作用：移动阀芯并使其保持在工作位置上。a.手柄控制，弹簧复位。1.1.手动手动b.手柄控制，钢

7、球定位。应用：小流量，需徒手操作的场合。三位四通手动换向阀结构图手动换向阀视频1手动换向阀视频22. 机动换向阀机动换向阀视频(错)应用两位两通机动换向阀挡块操纵，弹簧复位。应用：行程控制的场合。（又叫行程阀）两位两通常开常闭靠弹簧的方格表示常态用行程阀速度换接3. 电磁换向阀图形符号两位三通电磁换向阀电磁铁操纵，弹簧复位。优点：易于实现自动化。应用：小流量的场合。（q63 L/min ) 实物二位三通电磁换向阀视频三位四通电磁换向阀视频4. 液动换向阀三位四通液动换向阀视频液体操纵，弹簧复位。三位四通液动换向阀应用：高压，大流量的场合。（q160 L/min ) 5. 电液动换向阀三位四通电

8、液动换向阀视频电液动电液联合控制，弹簧复位。电磁控制先导阀动作，液体控制主阀芯动作，节流阀控制阀芯移动速度。简化符号：应用：高压、大流量的场合。 （q1200 L/min) 三位四通电液换向阀实物电磁球式换向阀常开型二位三通电磁球式换向阀视频 四、中位机能O O型型三位滑阀在中间位置工作时，油路的连通方式。双向锁紧，系统保压。M型双向锁紧，油泵卸荷。H型油缸浮动，泵卸荷。P型差动连接。Y型油缸浮动，系统保压。K型单向锁紧，油泵卸荷。4-3 压力控制阀实物压力控制阀分类分类 按用途： 溢流阀 减压阀 顺序阀 平衡阀 卸荷阀 按阀芯结构：滑阀 球阀 锥阀 按工作原理：直动式 先导式 4-3.1 溢

9、流阀作用：防止系统过载，保持系统压力恒定。一、工作原理 1. 直动式溢流阀 结构： 职能符号：工作原理：p ps ,溢流。ps 弹簧力DBD型直动式溢流阀锥阀式BDB直动型溢流阀（插装式）视频球阀式BDB直动型溢流阀（插装式）视频2. 先导式溢流阀结构：先导阀 主阀 阻尼孔主阀主阀先导阀先导阀平衡弹簧调压弹簧阻尼孔、压差p远程控制口K : 实现远程调压。K口打开，p 由控制油压决定；K口堵上，p 由先导阀ps 决定。二级同心先导式溢流阀 二级同心先导型溢流阀（板式）视频职能符号新符号旧符号实物二、静态特性1.1.直动式直动式CxRx溢流时阀芯受力方程：cos2cos222pxWCpxCWCCF

10、RdRrvdbsk 弹簧刚度 弹簧的预压缩量 阀口开度（阀芯位移，即增加的压缩量）式中：fbsgsFFFFpAcos2pxWCFpARdspppCCvr0,1,0cos2)(cos2pxWCAxxkpxWCAFpRdRcRds直直动动式式静态特性开启压力：0Rxcos2)(maxmaxRdRCTxWCAxxkpcTppp调定压力(全流压力):通过额定流量时阀芯的位移AxkpCcmaxRRxx 调压偏差:cos2)(pxWCAxxkpRdRc（阀口将开未开）静态调压偏差：Pt-PcpACqd20ppppWCkAWCqcdd2)(cos2RxWA 0pWxCqRd2bssFFpAcos2cos2c

11、os2)(pxWCkxAppxWCkxkxpxWCxxkpARdRcRdRcRdRccddcRpppWCkApWCkAppAxcos2cos2流量-压力特性方程：特性曲线特点：反应快，波动大（0.2-0.4 MPa).2. 先导式对于高压大流量的溢流阀，为了减小波动，采用了先导阀。特点：反应慢，稳定性好，波动小。cos2pxWCAApFpRdsp 主阀芯上端的压力三、应用1.作安全阀（常闭） 作用：防止系统过载。2. 作溢流阀（常开）作用：保持系统压力恒定3.卸荷或远程调压n卸荷n远程调压4.作背压阀 放在系统回油路上4-3.2 减压阀特点：出口压力控制阀芯动作， 有单独泄油口工作原理：节流口

12、产生压降p p2 = p1 -p ， p1一定，p ， p2。 p1 ps ,减压、稳压。作用：减低系统压力，并有稳压作用。 稳压原理 p2 阀芯上移阀口减小 p ， p2= p1 -p ， p1一定，p ， p2； p2 阀芯下移阀口开大 p ， p， p2= ps 。职能符号：定压输出减压阀视频(错)DR2030型定压输出减压阀视频工作缸夹紧缸应用：使夹紧缸获得稳定的低压。4-3.3 顺序阀作用：控制多个执行元件动作顺序。1.内控顺序阀职能符号：结构：出油口接二次油路，有单独泄油口。工作原理：p ps ,接通。特点：内部控制， 外部泄油。应用：控制液压缸动作顺序2. 外控顺序阀结构：控制油

13、口。工作原理：pK ps ,进出口接通。特点：外部控制， 外部泄油。职能符号：先导式顺序阀视频先导式顺序阀先导式顺序阀4-3.4 平衡阀与顺序阀区别：没有单独的泄油口，弹簧较硬。职能符号：1. 内控平衡阀特点：内部控制， 内部泄油。作用：放在执行元件的回油路上，平衡重物。应用：平衡重物。2. 外控平衡阀职能符号：特点：外部控制， 内部泄油。应用平衡重物，限制重物下落速度。4-3.5 卸荷阀职能符号：工作原理：pK ps ,阀口打开，使泵卸荷。 作用：使油泵卸荷，减小功率消耗。区别：出口接油箱，K口接卸荷油压。特点：外部控制， 内部泄油。应用：使左泵卸荷顺序阀的四种结构形式及符号顺序阀的四种结构

14、形式及符号内控内泄内控内泄内控外泄内控外泄 外控内泄外控内泄外控外泄外控外泄 通过改变上盖或底盖的装配位置可得通过改变上盖或底盖的装配位置可得到内控外泄、内控内泄、外控外泄、外控到内控外泄、内控内泄、外控外泄、外控内泄四种结构类型。内泄四种结构类型。顺序阀的应用顺序阀的应用 内控外泄顺序阀与溢流阀内控外泄顺序阀与溢流阀非常相像：阀口常闭，进口压非常相像：阀口常闭，进口压力控制，但是该阀出口油液要力控制，但是该阀出口油液要去工作，所以有单独的泄油口。去工作，所以有单独的泄油口。 内控外泄顺序阀用于多个执行内控外泄顺序阀用于多个执行元件顺序动作。其进口压力先元件顺序动作。其进口压力先要达到阀的调定

15、压力，而出口要达到阀的调定压力，而出口压力取决于负载。当负载压力压力取决于负载。当负载压力高于阀的调定压力时，进口压高于阀的调定压力时，进口压力等于出口压力，阀口全开；力等于出口压力，阀口全开；当负载压力低于调定压力时，当负载压力低于调定压力时，进口压力等于调定压力，阀的进口压力等于调定压力，阀的开口一定。开口一定。 内控内泄顺序阀的图形符号和工作原内控内泄顺序阀的图形符号和工作原理与溢流阀相同。多串联在执行元件的回油理与溢流阀相同。多串联在执行元件的回油路上，使回油具有一定压力，保证执行元件路上，使回油具有一定压力，保证执行元件运动平稳。如右图示阀运动平稳。如右图示阀3 3作背压阀。作背压阀。油回路中阀油回路中阀3 3是是泵泵1 1的卸载阀外控的卸载阀外控内泄顺序阀等同内泄顺序阀等同于二位二通阀，于二位二通阀，可作卸载阀，如可作卸载阀，如双泵供。双泵供。 外控外泄顺外控外泄顺序阀可作液动开序阀可作液动开